ANÁLISE E MELHORIA DOS PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE UMA

ANÁLISE E MELHORIA DOS PROCESSOS DEPRODUÇÃO DE UMA EMPRESA DO SETORDE MOLDES

ANDRÉ DE LIMA E COSTAsetembro de 2020

ANÁLISE E MELHORIA DOS PROCESSOS DE PRODUÇÃO

DE UMA EMPRESA DO SETOR DE MOLDES

André de Lima e Costa

1150925

2019/2020

Instituto Superior de Engenharia do Porto

Departamento de Engenharia Mecânica – Ramo Gestão Industrial

ANÁLISE E MELHORIA DOS PROCESSOS DE PRODUÇÃO

DE UMA EMPRESA DO SETOR DE MOLDES

André de Lima e Costa

1150925

Dissertação apresentada ao Instituto Superior de Engenharia do Porto para

cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia

Mecânica – ramo Gestão Industrial, realizada sob a orientação do Professor Doutor Luís

Carlos Ramos Nunes Pinto Ferreira

2019/2020

Instituto Superior de Engenharia do Porto

Departamento de Engenharia Mecânica – Ramo Gestão Industrial

Análise e Melhoria dos Processos de Produção de uma Empresa do Setor de Moldes André de Lima e Costa

JÚRI

Presidente

Professora Doutora Rafaela Carla Barros Casais

Professor Adjunto, Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Superior de

Engenharia do Porto

Orientador

Professor Doutor Luís Carlos Ramos Nunes Pinto Ferreira

Professor Adjunto, Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Superior de

Engenharia do Porto

Arguente

Professor Doutor João Carlos de Oliveira Matias

Professor Catedrático, Departamento de Economia, Gestão, Engenharia Industrial e

Turismo, Universidade de Aveiro



AGRADECIMENTOS

Realizar o estágio na empresa SF Moldes S.A. / Schneider Form Portugal foi uma aposta

ganha, onde aprendi muito, deixando aqui o meu eterno agradecimento ao Eng. Jorge

Cardoso pela oportunidade de realização de um estágio curricular, numa das melhores

empresas de moldes de injeção de plástico do país. Um agradecimento aos chefes do

departamento de desenho de moldes, produção, bancada e manutenção da SF Moldes,

principalmente pela confiança que depositaram em mim e conhecimento que

transmitiram. Aos restantes colegas na empresa, de uma forma ou de outra,

transmitiram-me conhecimentos sobre moldes de injeção de plástico e seu planeamento.

Um agradecimento especial também ao meu orientador de estágio, Professor Doutor Luís

Ferreira, do Instituto Superior de Engenharia do Porto, pelo apoio disponibilizado,

conhecimento e colaboração. Tenho ainda a agradecer-lhe os materiais colocados à

disposição, bem como as sugestões feitas durante a escrita e revisão deste relatório.

E sem esquecer à minha família, à Rita e a todos os amigos por toda a paciência, conselhos

e sugestões.


RESUMO IX


PALAVRAS CHAVE

Análise e melhoria de processos; Moldes para injeção de plástico; Lean; 5S; FMEA

RESUMO

Com a crescente competitividade na indústria, é inevitável que as empresas tomem

medidas, para que todos os seus colaboradores eliminem, de forma continua, os

desperdícios e criem mais valor.

Neste sentido, este projeto teve como base o estágio realizado na SF Moldes S.A. /

Schneider Form Portugal, empresa que concebe, desenvolve e fabrica moldes em aço,

tendo em vista o processo de moldação por injeção de plástico, que tem como destino

principal, o setor automóvel. O intuito foi implementar o pensamento Lean em todos os

setores e pessoas envolvidas, atingindo os seguintes objetivos: i) uniformizar a

modelação de standards no Departamento de Projeto de Moldes; ii) criar metodologia

para o dimensionamento de aços; iii) organizar a produção; iv) elaborar de documentos

de apoio à produção; v) uniformizar o stock de grafite e vi) criar ferramentas de apoio à

manutenção.

Finda a análise aos processos existentes, foram identificados problemas e propostas de

soluções para os resolver. Assim, foram propostas as seguintes melhorias: i) criação de

base de dados; ii) aplicação do Método de Elementos Finitos; iii) aplicação da ferramenta

5S; iv) elaboração de documentos de apoio; v) regulação de stock através de kanbans e

vi) fase de implementação da Manutenção Centrada na Fiabilidade, utilizando a

ferramenta Failure Mode and Effects Analysis.

Após a implementação das propostas supramencionadas, foi possível a redução do

tempo na modelação de componentes e no molde final, minimizando também os erros

de modelação. Houve uma poupança na compra de aços e foi implementada uma

produção organizada com uma melhoria nas auditorias de 35% para 85%. Houve um

aumento da produtividade, mais autonomia e comunicação entre setores, regularização

de stocks e diminuição de manutenção corretiva.

RESUMO X


ABSTRACT XI


KEYWORDS

Process analysis and improvement; Moulds for plastic injection; Lean; 5S; FMEA

ABSTRACT

With the growing trend in the industry, it is inevitable that companies act, so that all

their employees continuously eliminate waste and create more value.

In this sense, this project was based on the internship carried out at SF Moldes SA /

Schneider Form Portugal, a company that designs, develops and manufactures steel

molds, in view of the plastic injection molding process, which has as its main destination

the automotive sector. The aim was to implement Lean thinking in all sectors and people

involved, achieving the following objectives: i) standardize the modeling of standards in

Mould Design Department; ii) create a methodology for dimensioning steel; iii) organize

production; iv) preparing production support documents; v) standardize the graphite

stock and vi) create tools to support maintenance.

After analyzing the existing processes, problems were identified and proposals for

solutions to solve them were identified. Thus, the following improvements were

proposed: i) creation of a database; ii) Application of the Finite Element Method; iii)

Application of the 5S method; iv) elaboration of supporting documents; v) tock regulation

through kanbans and vi) implementation phase of Reliability Centered Maintenance,

using the Failure Mode and Effects Analysis tool.

After the implementation of the proposals, it was possible to reduce the time in

component modeling and in the final mold, also minimizing modeling errors. There was

a saving in the purchase of steel and organized production was implemented with an

improvement from 35% to 85% in the auditing. There was an increase in productivity,

more autonomy and communication between sectors, regularization of stocks and a

decrease in corrective maintenance.

ABSTRACT XII


LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS XIII


LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS

Lista de Abreviaturas

2D Duas dimensões

3D Três dimensões

CAD Computer Aided Design

CEFAMOL Associação Nacional da Indústria de Moldes

CNC Comando Numérico Computadorizado

DPM Departamento de Projeto de Molde

FMEA Failure Mode and Effects Analysis

ISEP Instituto Superior de Engenharia do Porto

MEF Método dos Elementos Finitos

P&D Pesquisa e Desenvolvimento

PDCA Plan, Do, Check, Action

PIB Produto Interno Bruto

PME Pequena e Média Empresa

RCM Reliability Centered Maintenance

RPN Risk Priority Number

SMED Single Minute Exchange of Die

TPM Total Productive Maintenance

TPS Toyota Production System

TWI Training Within Industry

VSM Value Stream Mapping

Lista de Unidades

g Grama

GPa Gigapascal

HRC Ensaio de dureza Rockwell, utilizando a escala C

kg Kilograma

kN KiloNewton

m Metro

m3 Metro cubico

mm Milímetro

MPa Megapascal

Pa Pascal

s Segundo

W Watt

ton Tonelada

μm Micrómetro

LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS XIV


Lista de Símbolos

% Percentagem

€ Euro

° Grau Celsius

GLOSSÁRIO DE TERMOS XV


GLOSSÁRIO DE TERMOS XVI


GLOSSÁRIO DE TERMOS

5S Cinco termos japoneses (seiri, seiton, seiso, seiketsu, shitsuke)

aplicados num posto de trabalho para criar um ambiente harmonioso,

com controlo visual e Lean.

Andon Sistema de luzes ou quadros informativos na parte superior dos

equipamentos, que potenciam o controlo do processo

Bottleneck Processo que limita o desempenho do sistema

Kaizen Melhoria contínua de uma atividade para garantir acréscimo de valor,

reduzindo desperdícios.

Kanban Significa cartão. Coordena o fluxo de materiais e informação do pull

systems.

Layout Estrangeirismo para “planta fabril”

Lead time Tempo útil entre o início de uma tarefa e o seu final

Lean Metodologia de trabalho que pretende eliminar o desperdício e

promover a melhoria contínua.

OK

Utilizado nos procedimentos de inspeção, onde o estado “OK” significa de acordo com o esperado. Item analisado conforme.

Setup Configuração de um equipamento para um dado processo

Standard Estrangeirismo para “padrão”

Standard Work Padrão, que por norma se refere à padronização/normalização de uma

tarefa; Criar procedimentos de trabalho.

Stock Estrangeirismo para “inventário”

Takt Time Tempo disponível para a produção de um artigo de acordo com a sua

procura. Este tempo deverá marca o ritmo de produção

VSM Identificação das atividades ao longo de um fluxo de valor.

GLOSSÁRIO DE TERMOS XVII


ÍNDICE DE FIGURAS XVIII


ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 1 - EXEMPLO DE FEITOS HISTÓRICOS (SCHNEIDER FORM, 2016) 31

FIGURA 2 - FÁBRICA NA ALEMANHA, UK, PORTUGAL E CHINA (SCHNEIDER FORM, 2016) 31

FIGURA 3 - LOCALIZAÇÃO DA SF MOLDES, S.A 32

FIGURA 4 - EXPORTAÇÕES NACIONAIS NA INDÚSTRIA DOS MOLDES (CEFAMOL, 2017) 38

FIGURA 5 - FINALIDADES DA PRODUÇÃO DE MOLDES (CEFAMOL, 2017) 38

FIGURA 6 - O CICLO DE MOLDAÇÃO POR INJEÇÃO (ADAPTADO DE CUNHA & POUZADA, 1997) 40

FIGURA 7 - FECHO DO MOLDE 41

FIGURA 8 - INJEÇÃO 41

FIGURA 9 - PLASTICIZAÇÃO E ARREFECIMENTO 42

FIGURA 10 - ABERTURA DO MOLDE E EXTRAÇÃO DA PEÇA 42

FIGURA 11 - VARIAÇÃO DA PRESSÃO DURANTE O PROCESSO DE MOLDAÇÃO POR INJEÇÃO (MOLDES

INJEÇÃO PLÁSTICOS) (ADAPTADO DE MOREIRA (2015)) 43

FIGURA 12 - MOLDE DE 3 PLACAS E DOIS PLANOS DE APARTAÇÃO ABERTOS (LIDOMAR, 2012) 44

FIGURA 13 - REPRESENTAÇÃO DE MOLDE SANDWICH E SUA ABERTURA (CENTIMFE, 2004) CITANDO

(MOREIRA, 2015) 45

FIGURA 14 - MOLDE DE DUAS PLACAS (CUSTOMPARTNET, S.D.) 46

FIGURA 15 - MÁQUINA INJETORA (ADAPTADO DE CUSTOMPARTNET, 2018) 47

FIGURA 16 - FUSO STANDARD 49

FIGURA 17 - TIPOS DE MANUTENÇÃO (AMARAL, 2016) 61

FIGURA 18 – LIMITAÇÕES DA INDÚSTRIA 4.0 (ADAPTADO DE MCKINSEY&COMPANY, 2016) 66

FIGURA 19 – PLANTA INSTALAÇÕES 69

FIGURA 20 - PROCESSO DE NEGÓCIO DA ATIVIDADE PRODUTIVA 71

FIGURA 21 - PÁGINA INICIAL 76

FIGURA 22 - PÁGINA "SUPPLIERS" 76

FIGURA 23 - EXTRATORES FIBRO 77

FIGURA 24 - BARRA CONNECTION PROPERTIES (DELGADO, 2015) 78

FIGURA 25 - BARRA ANALYSIS SUPPORTS (DELGADO, 2015) 79

FIGURA 26 - BARRA RESTRAINS (DELGADO, 2015) 79

FIGURA 27 - BARRA LOADS (DELGADO, 2015) 80

FIGURA 28 - BARRA COMPUTE (DELGADO, 2015) 80

FIGURA 29 - BARRA IMAGE (DELGADO, 2015) 81

FIGURA 30 - BARRA MODEL MANAGER (DELGADO, 2015) 81

FIGURA 31 - APLICAÇÕES DE RESTRIÇÕES NUMA PEÇA 82

FIGURA 32- FUNÇÃO DEFORMATION 82

FIGURA 33- VON MISES STRESS 83

FIGURA 34- DISPLACEMENT 83

FIGURA 35 - DIMENSIONAMENTO À RIGIDEZ E FLEXÃO NO MACHO 85

FIGURA 36 - DIMENSIONAMENTO À RIGIDEZ E FLEXÃO NA CAVIDADE 86

FIGURA 37 - ANTES E DEPOIS DA LIMPEZA À VOLTA DA PRENSA 87

ÍNDICE DE FIGURAS XIX


FIGURA 38 - RESTAURO DOS SUPORTES METÁLICOS 88

FIGURA 39 - AUDITORIA 5S 89

FIGURA 40 - PRIMEIRA AUDITORIA 5S 89

FIGURA 41 - SEGUNDA AUDITORIA 5S 90

FIGURA 42 - LOCALIZAÇÃO DA INFORMAÇÃO 91

FIGURA 43 - TEMPLATE FICHA 92

FIGURA 44 - EXEMPLO DE PREENCHIMENTO DA FICHA 92

FIGURA 45 - CARTÃO KANBAN 93

FIGURA 46 - QUADRO COMPLETO 94

FIGURA 47 - QUADRO SEM UM CARTÃO 94

FIGURA 48 - QUADRO SEM 7 CARTÕES 94

FIGURA 49 - QUADRO SEM 9 CARTÕES 94

FIGURA 50 - TEMPLATE FMEA 95

FIGURA 51 – LÓGICA RCM (GONÇALVES, 2017) 97

FIGURA 52 - ANÁLISE FMEA 99

FIGURA 53 - ÍNDICE DE SEVERIDADE 100

FIGURA 54 - ÍNDICE DE FALHA 101

FIGURA 55 - ÍNDICE DE DETEÇÃO 101

ÍNDICE DE TABELAS XX


ÍNDICE DE TABELAS XXI


ÍNDICE DE TABELAS

TABELA 1 - REVISÃO DA LITERATURA DE ANÁLISE E MELHORIA DE PROCESSOS. 51

TABELA 2 - PROBLEMAS DOS PROCESSOS EM ESTUDO 72

TABELA 3 - PROPOSTAS DE MELHORIA 75

TABELA 4 - PROPRIEDADES 84

TABELA 5 - SEVERIDADE 96

TABELA 6 - DETEÇÃO 96

TABELA 7 – FALHA 97

TABELA 8 – ANÁLISE DE RESULTADOS OBTIDOS 105

TABELA 9 – ESTADO DE IMPLEMENTAÇÃO DAS MELHORIAS 109

ÍNDICE DE TABELAS XXII


ÍNDICE XXIII


ÍNDICE

RESUMO ...................................................................................................................... IX

ABSTRACT .................................................................................................................... XI

LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS ........................................................................ XIII

GLOSSÁRIO DE TERMOS ............................................................................................. XVI

ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................. XVIII

ÍNDICE DE TABELAS .................................................................................................... XXI

ÍNDICE ...................................................................................................................... XXIII

1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 29

1.1 Enquadramento do trabalho .......................................................................................... 29

1.2 Objetivos ........................................................................................................................ 30

1.3 Metodologia de Investigação ......................................................................................... 30

1.4 Apresentação da empresa ............................................................................................. 31

1.5 Conteúdo e organização da dissertação ........................................................................ 32

2 REVISÃO DE LITERATURA E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ...................................... 37

2.1 Indústria dos Moldes ...................................................................................................... 37

2.1.1 História da Indústria dos Moldes............................................................................................. 37

2.1.2 A indústria dos Moldes Atualmente ........................................................................................ 37

2.1.3 O molde de Injeção de Plásticos .............................................................................................. 39

2.1.3.1 Moldação a Quente de Plásticos ................................................................................... 39

2.1.3.2 Moldação por injeção de Plásticos ................................................................................ 39

ÍNDICE XXIV


2.1.4 Ciclo de Moldação ................................................................................................................... 40

2.1.5 Constituição do Molde de Injeção ........................................................................................... 44

2.1.5.1 Molde de três placas ...................................................................................................... 44

2.1.5.2 Moldes Sandwich ........................................................................................................... 44

2.1.5.3 Molde de duas placas .................................................................................................... 45

2.1.6 Máquina Injetora ..................................................................................................................... 47

2.2 Análise e melhoria de processo ..................................................................................... 50

2.3 Lean Manufacturing ....................................................................................................... 53

2.3.1 Princípios do Lean ................................................................................................................... 54

2.3.2 Desperdício – Muda ................................................................................................................ 55

2.3.3 Ferramentas Lean .................................................................................................................... 56

2.3.3.1 Kaizen ............................................................................................................................. 56

2.3.3.2 Ciclo PDCA ...................................................................................................................... 57

2.3.3.3 5’S .................................................................................................................................. 58

2.3.3.4 Gestão Visual ................................................................................................................. 58

2.3.3.5 Standard Work ............................................................................................................... 59

2.3.3.6 Kanban ........................................................................................................................... 59

2.4 Manutenção ................................................................................................................... 60

2.4.1 Conceito de manutenção ........................................................................................................ 60

2.4.2 Tipos de manutenção .............................................................................................................. 60

2.4.2.1 Manutenção preventiva................................................................................................. 61

2.4.2.2 Manutenção corretiva ................................................................................................... 61

2.4.3 RCM – Manutenção Centrada na Fiabilidade .......................................................................... 62

2.4.3.1 Questões Básicas da RCM .............................................................................................. 62

2.4.3.2 FMEA (Analise do Modo de Falha e Efeitos) .................................................................. 62

2.4.3.3 Risk Priority Number (RPN) ............................................................................................ 63

2.5 Indústria 4.0 ................................................................................................................... 63

2.5.1 Vantagens da indústria 4.0 na Europa ..................................................................................... 64

2.5.2 Limitações da indústria 4.0 ...................................................................................................... 65

3 ANÁLISE E MELHORIA DOS PROCESSOS DE PRODUÇÃO ........................................ 69

3.1 Caracterização das instalações ...................................................................................... 69

3.2 Análise e Mapeamento do processo de produção ........................................................ 70

3.2.1 Processo de negócio da atividade produtiva ........................................................................... 71

3.3 Identificação de problemas ............................................................................................ 72

3.3.1 Inexistência de base de dados da libraria de standards .......................................................... 72

3.3.2 Sobredimensionamento do molde .......................................................................................... 73

3.3.3 Desorganização do espaço ...................................................................................................... 73

ÍNDICE XXV


3.3.4 Ausência de documentação de apoio à produção .................................................................. 74

3.3.5 Incorreta quantidade de grafite a encomendar ...................................................................... 74

3.3.6 Inexistência de ferramentas de apoio à manutenção ............................................................. 74

3.4 Propostas de melhoria ................................................................................................... 75

3.4.1 Criação de base de dados ........................................................................................................ 75

3.4.2 Aplicação do Método de Elementos Finitos ............................................................................ 77

3.4.2.1 Funcionalidades CATIA V5 para o MEF .......................................................................... 78

3.4.2.2 Análise estrutural a um molde ....................................................................................... 84

3.4.3 Aplicação da ferramenta 5S .................................................................................................... 86

3.4.4 Elaboração de documentos de apoio à produção ................................................................... 90

3.4.5 Regulação através de kanbans no stock de grafite ................................................................. 93

3.4.6 Fase de implementação RCM (FMEA) ..................................................................................... 95

3.4.6.1 Documentos FMEA ........................................................................................................ 95

3.4.6.2 Critérios da aplicação da lógica RCM ............................................................................. 97

3.4.6.3 Análise FMEA ................................................................................................................. 98

3.4.6.4 Resultados da análise FMEA ........................................................................................ 100

3.5 Análise de Resultados .................................................................................................. 104

4 CONCLUSÕES E PROPOSTAS DE TRABALHOS FUTUROS ...................................... 109

4.1 Principais contributos do trabalho ............................................................................... 109

4.2 Valor acrescentado do trabalho para a SF Moldes, S.A ............................................... 110

4.3 Dificuldades encontradas ............................................................................................. 110

4.4 Trabalhos futuros ......................................................................................................... 110

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 115

ÍNDICE XXVI


27

1. INTRODUÇÃO

1.1 Enquadramento do trabalho

1.2 Objetivos

1.3 Metodologia de Investigação

1.4 Apresentação da empresa

1.5 Conteúdo e organização da dissertação

INTRODUÇÃO 29

Análise e Melhoria dos Processos de produção de uma empreso do setor de Moldes André de Lima e Costa

1 INTRODUÇÃO

No âmbito da unidade curricular Dissertação/Projeto/Estágio, do Mestrado em

Engenharia Mecânica, no ramo Gestão Industrial pelo Instituto Superior de Engenharia

do Porto (ISEP), apresento a minha dissertação de mestrado, que decorreu no período

de setembro de 2019 a junho de 2020. Foi-me proposto a realização de um estágio,

numa empresa de fabrico de moldes.

Neste capítulo, é introduzido o tema da presente dissertação, estando descrito o seu

enquadramento, objetivos propostos e metodologia de investigação utilizada, bem

como uma breve apresentação da empresa onde foi o estágio foi realizado, com o intuito

de analisar uma possível abordagem para, de uma forma geral, reduzir os recursos, o

lead time da tarefa, e custos.

1.1 Enquadramento do trabalho

A oportunidade para a realização deste estágio, surge através da necessidade da

empresa em aperfeiçoar e melhorar os processos de produção de moldes. Para tal, foi

imperativo efetivar melhorias ao processo de gestão e controlo de produção, bem como

o processo de orçamentação com a finalidade de melhorar a sua produtividade, diminuir

custos e adquirir a maior e melhor eficiência nos seus processos.

Na maioria das empresas deste setor, os departamentos de produção enfrentam várias

adversidades, como a concorrência e competitividade, instabilidade dos mercados,

evolução da tecnologia e especificidades dos clientes. Assim, a inovação é uma

prioridade para garantir qualidade a baixo custo (Rosa et al., 2018). Através do

pensamento Lean, é possível realizar um estudo prévio sobre ações durante a produção

que não aumentam o valor do produto final e quais os recursos mal-aproveitados,

potenciando assim a empresa a obter mais e melhor, por menos (tempo e dinheiro)

(Neves et al., 2018). O máximo de qualquer empresa é o que tentamos obter através do

Lean: obter o molde correto, na quantidade pedida, no tempo exigido, com o menor

custo possível, sem descorar a qualidade e mantendo a satisfação dos clientes.

(Choomlucksana et al., 2015)

INTRODUÇÃO 30


1.2 Objetivos

O principal objetivo deste trabalho é desenvolver um projeto de melhoria do setor de

moldes, analisandos quais impactos no produto final, pela alteração dos vários recursos

utilizados (humanos, maquinaria, equipamentos). Nos objetivos apresentados, propõe-

se a implementação da filosofia Lean em todos os setores e pessoas envolvidas. Neste

sentido, pretende-se atingir os seguintes objetivos:

• Uniformizar a modelação de standards no DPM

• Criar metodologia para o dimensionamento de aços no DPM

• Organização na produção

• Elaboração de documentos de apoio à produção

• Uniformizar o stock de grafite

• Ferramenta de apoio à manutenção

1.3 Metodologia de Investigação

Analisando os problemas encontrados na indústria e a necessidade de uma intervenção

direta para os resolver de uma forma simples e eficaz, foi aplicada uma metodologia de

investigação baseada na Action-Research. Action-Research combina o conhecimento

científico com o organizacional para resolver os problemas, sabendo que todas as

decisões sofrem constantes evoluções e a atividade cíclica inicia-se sempre que o

resultado não seja o pretendido (Banegas & Vilacañas, 2019). Esta metodologia tornou-

se bastante reconhecida pela sua capacidade de envolver todos os intervenientes em

torno da resolução de um problema de real importância para todos (Eden & Huxham,

1996), distinguindo-se pela sua componente prática, caracterizada como investigação

em ação, em vez de investigação sobre a ação (Coughlan & Coghlan, 2002),

disponibilizando uma reflexão crítica para cada ação, sabendo que com o acumular

experiência nestes ciclos, os métodos, os dados e a interpretação são aperfeiçoados.

Sempre que as mudanças não se objetivem no pretendido o processo será repetido

(Carr, 2006). A metodologia Action-Research pode ser implementada através de um ciclo

constituído por cinco fases principais (Susman & Evered, 1978). Inicialmente, na fase

“Diagnóstico”, deve ser identificado e definido o problema. Na fase “Planeamento de

ações” deve ser definida a estratégia das medidas a implementar para solucionar o

problema em estudo. Continuamente, na fase “Implementação de ações” devem ser

aplicadas as ações planeadas na fase anterior. Na fase “Avaliação” devem ser estudadas

as consequências e resultados das ações implementadas. Por último, na fase

“Conclusões”, é realizada uma análise ao sucesso das medidas implementadas com base

nos resultados obtidos na fase antecedente (Susman & Evered, 1978; Oliveira et al.

2019).

INTRODUÇÃO 31


1.4 Apresentação da empresa

Em 1961, o grupo Schneider Form foi fundado por Peter Schneider. Atualmente, é uma

das empresas mais fortes no fabrico de moldes em toda a Europa e está sediada em

Dettingen-Teck, na Alemanha. Só na sua sede, emprega atualmente mais de 200

pessoas, focando-se essencialmente em moldes com peso superior a 25 toneladas.

Com necessidade crescente de expansão, em 2001, foi fundada a Schneider Form UK,

com o intuito de melhorar o serviço prestado no Reino Unido. Em 2006, a Schneider

Form Portugal (SF MOLDES, S.A.) foi fundada, sendo atualmente um dos fabricantes de

moldes mais modernos e eficientes do país. Nesta fábrica, localizada em Oliveira de

Azeméis, constrói-se maioritariamente moldes de injeção para uma força de aperto

entre 1000 e 2500 toneladas (ton). Em 2008, a Schneider Form China foi fundada, sendo

responsável pelo suporte técnico de moldes de grande escala. Na Figura 1, estão

representados exemplo de feitos históricos (Schneider Form, 2016).

Em nota de curiosidade, ao longo de mais de 50 anos de vida, a Schneider Form

protagonizou vários feitos histórico, tais como: (i) em 1966, foi responsável pela criação

do molde para a primeira cadeira de plástico do mundo - a Bofinger-Stuhl; (ii) em 1981,

concessionou o molde para a primeira bicicleta de plástico do mundo; (iii) em 1985,

iniciou a produção do primeiro molde de para-choques com tecnologia de injeção de

dois componentes e (iv) em 2007, produz, a nível global, o maior molde por injeção

“fender module” do BMW X5 (figura 2).

Figura 1 - Exemplo de feitos históricos (Schneider Form, 2016)

Figura 2 - Fábrica na Alemanha, UK, Portugal e China (Schneider Form, 2016)

INTRODUÇÃO 32


Atualmente A SF MOLDES, S.A. localiza-se no lugar de Pinhão, União de Freguesia de

Nogueira do Cravo e Pindelo, concelho de Oliveira de Azeméis, distrito de Aveiro. Na

Figura 3 é apresentado um pequeno mapa de localização (figura 3).

1.5 Conteúdo e organização da dissertação

O conteúdo desta dissertação está dividido em cinco capítulos. Sucintamente, o

conteúdo de cada um dos capítulos é:

• Capítulo 1 – “Introdução”

É realizada uma abordagem ao tema e uma descrição ao problema que ocasionou a

elaboração desta dissertação, onde se retrata o problema que deu origem ao projeto.

São apresentados os objetivos, é definida a base metodológica de investigação e

caracterizada a empresa onde se elaborou o projeto;

• Capítulo 2 – “Revisão de Literatura e fundamentação teórica”

Inicialmente será descrito a indústria de moldes e seguidamente são abordados os

conceitos na qual o projeto desenvolvido é sustentado por bases teóricas que sustentam

as ações de melhoria implementadas na empresa ao longo do estágio.

Saída Pindelo/Pinhão

Figura 3 - Localização da SF Moldes, S.A

INTRODUÇÃO 33


• Capítulo 3 – “Análise e Melhoria dos Processos de Produção”

É analisado os mapeamentos dos processos da empresa, onde se detetam os seus

problemas e oportunidades de melhoria. Continuamente, delineiam-se planos de ação

e propostas de melhoria implementadas para alcançar os objetivos pretendidos e

executam-se ações nos setores necessários. Finalizando, são analisados os resultados

quantitativos e qualitativos obtidos e faz-se uma avaliação dos mesmos.

• Capítulo 4 – “Conclusões e Trabalhos Futuros”

É realizada uma retrospetiva ao trabalho desenvolvido, onde se apresentam as

conclusões e se faz uma reflexão sobre os resultados obtidos e se corresponderam aos

objetivos traçados no início do projeto. São também apresentadas considerações finais

e propostas de trabalho futuro.

• Capítulo 5 - “Referências Bibliográficas”

São apresentadas as referências bibliográficas utilizadas nesta dissertação.

35

<TÍTULO DA TESE> <NOME DO AUTOR>

2. REVISÃO DE LITERATURA E

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 Indústria dos Moldes

2.2 Análise e melhoria de processo

2.3 Lean Manufacturing

2.4 Manutenção

2.5 Indústria 4.0

REVISÃO DE LITERATURA E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 37


2 Revisão de Literatura e Fundamentação teórica

2.1 Indústria dos Moldes

2.1.1 História da Indústria dos Moldes

De acordo com Cefamol (2017), em 1943, na Marinha Grande, numa empresa familiar

de moldes para vidro, depois de uma desavença entre sócio e irmão, Aníbal Henriques

Abrantes, vende a sua posição na empresa e, dois anos depois, cria o primeiro molde de

injeção para plástico, sendo um pioneiro a nível mundial. Assim, consideramos que a

indústria dos moldes para injeção de plástico é resultado do avanço tecnológico da

indústria vidreira.

Neste seguimento, iniciou-se a sediação de várias empresas por todo o país, sendo que

os concelhos da Marinha Grande e de Oliveira de Azeméis são os dois polos industriais

mais importantes do setor.

O progresso e a vanguarda desta indústria devem-se à sólida e elevada experiência e do

know-how, ao cumprimento dos prazos de entrega, ao rigoroso controlo de qualidade,

à competitividade, ao investimento em alta tecnologia, sendo estes, fatores que

asseguram a continuidade do fornecimento de moldes portugueses aos mercados mais

exigentes no mundo (Cefamol, 2017).

2.1.2 A indústria dos Moldes Atualmente

Devido às competências do setor industrial português referidas anteriormente, como as

capacidades competitivas e relação preço/qualidade/prazos de entrega, a indústria

nacional tem vindo a crescer e a consolidar a sua notoriedade no mercado internacional

e mundial, sendo o 8º fabricante de moldes a nível mundial e o 3º na Europa,

exportando, atualmente, 85% da sua produção final, sendo que os cinco principais

mercados são Espanha, Alemanha, França, República checa e Polónia (Cefamol, 2017).

Analisando os dados obtidos através dos relatórios anuais da Cefamol (2017), relativos

ao ano 2018, o setor de moldes possui 540 empresas, comparada com as 515 empresas

registadas no ano transato, maioritariamente de pequena e média dimensão. Estas

empresas são dedicadas à conceção, desenvolvimento e fabrico de moldes e

ferramentas especiais, empregando um total de 11000 trabalhadores.

Em 2018, as percentagens de exportação para cada país estão representadas na Figura

4. Pode ser observado que a Espanha e a Alemanha são os dois países que mais

exportam produto nacional, num total de 40% de todo o material exportado.



Na indústria automóvel, setor onde a Schneider Form se foca essencialmente, um dos

objetivos prioritários é a redução de peso final do produto. Com a constante evolução

dos polímeros, cada vez mais são as peças metálicas substituídas por peças plásticas,

com características mecânicas aproximadas e com pesos bastantes inferiores. Através

da análise da figura 5, a indústria automóvel tem vindo a consolidar o seu crescimento

e importância no desenvolvimento do setor de moldes.

22%

18%

12%7%

5%

5%

4%

2%2%2%

21%

Exportações na Indústria de Moldes

Alemanha

Espanha

França

Rép. Checa

EUA

Polónia

Reino Unido

Bélgica

Áustria

México

Outros

Figura 4 - Exportações Nacionais na Indústria dos Moldes (Cefamol, 2017)

Automóvel82%

Embalagem8%

Util. Domésticas3%

Eletrónica2%

Mobiliário1%

Disp. Médicos

1%

Outros3%

Finalidades da Produção de Moldes

Figura 5 - Finalidades da Produção de Moldes (Cefamol, 2017)



2.1.3 O molde de Injeção de Plásticos

2.1.3.1 Moldação a Quente de Plásticos

Para a moldação a quente de plásticos, os processos mais comuns são:

i. Moldação por injeção;

ii. Moldação por compressão;

iii. Extrusão;

iv. Moldação por sopro;

v. Moldação por transferência.

Contudo, por este testemunho escrito se tratar de um projeto de um molde para a

injeção de uma peça em plástico, irá ser abordado apenas o processo de moldação por

injeção.

2.1.3.2 Moldação por injeção de Plásticos

Um molde em aço para injeção de plástico, é uma ferramenta complexa e de alta

precisão. Segundo Simsir et al. (2009) e Pousa (2008), este molde deverá possibilitar:

i. A produção de peças de alta qualidade num tempo de ciclo mais curto possível;

ii. Possuir o mínimo de manutenção durante o tempo de serviço;

iii. Definir os volumes com a forma das peças a produzir, assegurando a

reprodutibilidade dimensional, de ciclo para ciclo;

iv. Permitir o enchimento desses volumes com o polímero fundido;

v. Facilitar o arrefecimento do polímero;

vi. Promover a extração das peças.

O projeto de um molde é uma tarefa complexa visto que depende de vários fatores que

definem o tipo de molde a produzir, como a dimensão, o grau de complexidade da peça

a produzir, os aspetos económicos e tecnológicos, devendo-se também ter em conta o

número de cavidades, o número de peças a produzir, bem como especificações de

fabrico exigidas por parte do cliente e as especificações e características da máquina

onde se vai proceder à injeção do termoplástico (ASCAMM, 2001). Nos equipamentos

mais antigos, o material ou o plástico era injetado no molde por meio de um êmbolo.

Atualmente, os equipamentos utilizam um mecanismo de fuso móvel que permite

injetar o material fundido no interior do molde. O método do fuso móvel é vantajoso

em relação ao do êmbolo pois, obtém-se uma melhor homogeneidade do material

fundido (Smith, 1998).



2.1.4 Ciclo de Moldação

A moldação por injeção, por ser um processo cíclico, designa-se por ciclo de moldação,

por ser um conjunto de operações necessário à produção de uma peça moldada. A

otimização do ciclo de moldação é fundamental para assegurar a competitividade

económica do processo, devido ao investimento inicial para a instalação deste tipo de

material como a injetora, molde e equipamentos auxiliares para assegurar o sucesso da

instalação (figura 6).

Segundo Ferri et al. (2009), Heckele et al. (2003) e Cunha & Pouzada (1997), o ciclo de

moldação pode ser dividido nas seguintes etapas:

i. Fecho: trata-se da primeira fase onde o molde se encontra em condições de

operar e está pronto a ser injetado. Este processo deve ser realizado o mais

rápido possível, porém existem limitações às velocidades a utilizar para o

fecho do molde. Existe também a necessidade de o encosto das suas duas

partes (a parte fixa e móvel) ser suave, para evitar a danificação das

superfícies de ajustamento, podendo haver eventuais movimentos internos

no molde, que se desenvolvam simultaneamente com o avanço deste. Uma

das formas de poupar algum tempo nesta fase é a minimização do intervalo

de abertura entre as metades dos moldes, ajustando a máquina para o seu

valor mínimo de abertura para que esta possibilite a remoção total da peça

moldada e o ajuste das velocidades utilizadas no fecho das duas partes do

molde (figura 7).

Figura 6 - O ciclo de moldação por injeção (adaptado de Cunha & Pouzada, 1997)



ii. Injeção: nesta segunda fase, a injeção é garantida pelo avanço linear do fuso

que, funcionando como um êmbolo, força o material fundido (previamente

depositado à sua frente) a entrar e a fluir dentro do molde (figura 8). Devido

à diferença de temperatura entre a unidade de injeção e o molde, o percurso

entre os dois deve ser o mínimo possível, de forma a que o fundido tenha a

capacidade de fluir dentro do molde apesar da diminuição de temperatura.

A velocidade de injeção deve corresponder a um ajuste entre rapidez (para

assegurar o enchimento global da impressão) e a qualidade do produto final.

Utilização de velocidades muito elevadas podem gerar marcas na superfície,

efeitos de jato ou sobreaquecimentos da matéria-prima). É prática comum

utilizar-se caudais de injeção de 50 a 500 g/s.

iii. Pressurização: de forma a compensar a contração por arrefecimento e evitar

o refluxo do material fundido, existe uma contínua pressurização do molde.

No entanto, a pressurização não deve ser exagerada pois daí podem resultar

danos na peça, como o desenvolvimento de tensões internas e dificultar a

sua extração. Esta fase termina logo que a entrada do material nas zonas

moldantes, ou a própria peça, estejam solidificados. O ajuste desta fase é

essencial para a qualidade do processo.

Figura 7 - Fecho do molde

Figura 8 - Injeção



iv. Plasticização e Arrefecimento: com os canais solidificados, não é possível

introduzir mais material, então o fuso começa a rodar iniciando a

plasticização do material para o ciclo seguinte (figura 9). Durante este

processo, o fuso é recuado devido ao efeito da pressão criada pelo material

fundido que se vai depositando na sua frente. A moldação continua a

arrefecer no molde. Quando o volume pretendido estiver doseado, o fuso

para. Esta fase termina assim que a peça atinge uma temperatura que

permita a desmoldação sem distorção. Esta fase do ciclo consiste numa

dispersão de calor transportado pelo material, dependendo da espessura da

moldação e do sistema de arrefecimento. Nesta fase, uma velocidade de

arrefecimento baixas, garantidas por temperaturas de molde elevadas,

garantem uma redução de tensões internas, mas por outro lado há aumentos

significativos do tempo de ciclo (Centimfe, 2004).

v. Abertura: após o arrefecimento, dá-se a abertura do molde e a extração da

peça (figura 10). O tempo utilizado nesta operação é função da máquina,

tendo em conta as suas características de fecho e de deslocamento do molde

na abertura. É usual a utilização de dispositivos auxiliares de manipulação

para garantir um elevado grau de automatização do processo (Centimfe,

2004).

vi. Pausa: a sexta fase é definida pelo período que decorre entre o fim da

extração da peça e o início do novo ciclo. O tempo de pausa depende da

aptidão do operador, do nível de automatização do molde e do tipo de

afinação utilizada (Centimfe, 2004). Nos casos em que a máquina se encontra

Figura 9 - Plasticização e arrefecimento

Figura 10 - Abertura do molde e extração da peça



em modo automático, onde o processo se desenvolve integralmente

segundo uma sequência pré-definida e sem a intervenção do operador, o

tempo de execução é reduzido. Contudo, pode ser prolongado nos casos em

que a remoção é feita manualmente, onde a sequência de operações é

definida e acionada pelo operador, quando há colocação de insertos ou

alguma manutenção às superfícies do molde. Conforme representado na

figura 11, a variação da pressão é significativa durante todo o processo. Até

à fase da compressão, inclusive, a pressão aumenta de forma rápida

atingindo o pico de pressão na cavidade do molde. Após esta fase, a pressão

diminui progressivamente, aumentando a velocidade de descida na fase da

contração da moldação.

Segundo Smith (1998), o processo de modelação por injeção apresenta vantagens e

inconvenientes:

Vantagens

• É possível a produção de peças de alta qualidade com elevadas velocidades de

produção;

• Baixos Custos laborais;

• Obtenção de bons acabamentos superficiais na peça final;

• Possibilidade de automatização do processo;

• Possibilidade de serem concebidas geometrias complexas.

Inconvenientes

• Há uma necessidade de produção de grandes quantidades de peças, de forma a

contrabalançar o elevado custo da máquina de injeção e do molde;

Figura 11 - Variação da pressão durante o processo de moldação por injeção (Moldes Injeção Plásticos) (adaptado de Moreira (2015))



• Para conseguir produtos de qualidade, há a constante necessidade de controlar

o processo com rigor.

2.1.5 Constituição do Molde de Injeção

2.1.5.1 Molde de três placas

Contrariamente ao molde de duas placas (figura 14), que apenas tem uma abertura, o

molde de três placas possui duas aberturas, contendo para além das habituais placas

fixa e móvel, uma terceira placa intermediária, pretendendo simultaneamente ao

sistema de distribuição e à zona de moldante, designada como flutuante.

Na figura 12, pode ser observado um molde de três placas fechado e os dois planos de

apartação abertos.

2.1.5.2 Moldes Sandwich

Os moldes sandwich (figura 13) possibilitam a duplicação da quantidade de peças a

moldar. Com o auxílio da máquina de injeção, ocorre a abertura do molde em andares,

representado na Figura 10. O conjunto das cavidades (A) fica a meio dos conjuntos de

machos (B). Esta separação resulta do movimento do sistema de cremalheiras. Quando

ocorre a abertura e fecho do molde, é necessário ter em conta que o conjunto das

cavidades não se desalinhe dos guiamentos, devendo-se pressupor a uso de barras de

apoio no próprio molde ou nas colunas da máquina (Eigl et al., 1998). Para que a parte

que suporta as cavidades fique no meio com a abertura da máquina, os acionamentos

podem ser efetuados por (i) tirantes, (ii) cremalheiras (mais utilizado), (iii) rodas

dentadas (mais utilizado), (iv) hidráulicos e, (iv) alavancas. Para a extração, esta pode

ser feita através de tirantes com o movimento de abertura da máquina (C), apesar de

ser o método menos utilizado. (Moreira, 2015). Além dos tirantes, a extração pode

também ser feita através de hidráulicos e braços ligados a processos de alavancas.

Figura 12 - Molde de 3 Placas e dois planos de apartação abertos (Lidomar, 2012)



1 Método de moldagem por injeção que usa um fecho mecânico para abrir e fechar o orifício de entrada

2.1.5.3 Molde de duas placas

A estrutura característica de um molde de injeção de duas placas (figura 14), tratando-

se do mais comum e mais simples em que as duas metades abrem segundo o seu eixo

de desmoldagem, chamado plano de apartação, é ser constituído por uma parte fixa -

lado de injeção - e por um lado de móvel - lado da extração -, sendo que cada uma das

partes é composta por um conjunto de placas e calços, onde o número de placas muda

conforme o tipo de molde (Pye et al., 1989). O molde é concebido sob medida e é

composto pelos seguintes constituintes:

• Gito e canais de alimentação;

• Ataque;

• Guiamento;

• Sistema de escape de gases;

• Cavidade do molde;

• Sistema de arrefecimento;

• Sistema ejetor.

Figura 13 - Representação de molde sandwich e sua abertura (CENTIMFE, 2004) citando (Moreira, 2015)



Segundo Tang et al. (2007) e Ventura (2016), na placa que contém a cavidade do molde,

denominada de parte fêmea do molde, é definida a forma exterior da peça produzida.

Nota-se que a cavidade e a bucha podem estar situadas, indiferentemente, na parte fixa

ou na parte móvel do molde. No entanto, é mais comum a configuração descrita

anteriormente, já que esta facilita a extração das peças.

O sistema de centragem e guiamento permite, por um lado, montar o molde na

máquina, e por outro, ajustar as partes do molde, assegurando a reprodutibilidade

dimensional das peças. O sistema de alimentação permite a passagem do polímero

desde o cilindro da máquina de injeção até às zonas moldantes, permitindo o seu

enchimento. O sistema de escape de gases permite que o ar existente nas zonas

moldantes possa sair, possibilitando o seu enchimento. O sistema de controlo da

temperatura ou de arrefecimento contribui para o arrefecimento e solidificação mais

eficiente das peças. O sistema de extração permite a ejeção das peças (Saraiva, 2016).

Os calços definem o espaço necessário aos movimentos do sistema de extração e podem

contribuir para a altura mínima do molde, exigível pela máquina onde vai ser instalado

o molde. Para dar rigidez ao conjunto, as placas têm de ser aparafusadas e encavilhadas

entre si, de forma a criar tantas partes quantas as necessárias ao tipo de molde em

questão (Fu et al., 2001). As cavilhas, que entram justas nos furos, impedem esses

movimentos, mas não a separação das placas. Assim, estes dois elementos devem andar

sempre combinados. (Harada, 2004).

Algumas funções de partes constituintes deste molde (Jaruga & Bociaga, 2007; Ventura,

2016) são:

i. A principal função do anel de centragem é centralizar a bucha com o bico de

injeção.

Figura 14 - Molde de duas placas (CustomPartNet, s.d.)



ii. A bucha de injeção serve para possibilitar a passagem do material plástico

fundido do bico da injetora ao canal de enchimento ou distribuição.

iii. As molas matrizes são fabricadas em liga de aço cromo de alta resistência, tem

as pontas quadradas e sua função é suportar as cargas de choque e constantes

deflexões á alta velocidade. O significado da sua simbologia de cores é: (a) verde

– serviço leve; (b) azul – serviço médio; (c) vermelho – serviço pesado e (d)

amarelo – serviço extrapesado.

2.1.6 Máquina Injetora

A origem da máquina de injeção (figura 15) remonta ao ano de 1872, mas só em 1921,

H. Buchholz contruiu a chamada “primeira” máquina de injeção manual. Mais tarde, em

1926, Eckert e Ziegler GmbH produziram as primeiras máquinas de injeção em série,

apesar de o molde ainda ser fechado manualmente, a injeção já era feita de forma

pneumática. As máquinas eram já construídas para operar horizontalmente, tal como é

utilizado atualmente.

Em 1956, iniciou-se a “revolução” das máquinas de processamento de plástico, com a

introdução do fuso como componente de plastificação e injeção sob pressão. Essa

máquina já apresentava todos os componentes de uma máquina de injeção moderna

(Matos, 2016).

A máquina injetora consiste numa estrutura rígida que, de um lado, suporta o

mecanismo de movimentação do molde, e do outro, um cilindro aquecido no interior

do qual existe um fuso, onde se faz a plasticização do polímero (Tsoi & Gao, 1999).

Figura 15 - Máquina injetora (adaptado de CustomPartNet, 2018)



A rotação do parafuso pode ser realizada por um motor elétrico ou hidráulico, sendo o

movimento de avanço garantido por um cilindro hidráulico. O refluxo de material para

o canal do parafuso é impedido por uma válvula antirretorno (Mota, 2017).

Atualmente, é possível escolher uma máquina de injeção dentro de uma grande

variedade de produtos, tamanhos e modelos. De acordo com Ogorodyk & Martinsen

(2018) e Silva (2015), as características que determinam a seleção de uma máquina são:

• Força de fecho (expressa em kN ou ton);

• Distância entre colunas;

• Curso máximo de abertura;

• Espessura mínima e máxima dos moldes;

• Peso máximo do molde;

• Dimensões dos pratos;

• Curso de extração;

• Força de extração.

A máquina de injeção, como representada na Figura 14, pode ser classificada de

diferentes formas: (i) quanto à natureza dos materiais a processar, (ii) quanto ao tipo de

acionamento, (iii) quanto à dimensão e (iv) quanto aos seus aspetos construtivos.

Contudo, a constituição de uma máquina de injeção é baseada em quatro elementos

principais que asseguram o ciclo típico de transformação dos materiais plásticos -

unidade de injeção, de fecho, de potência e de comando - envolvendo sequencialmente

as seguintes etapas: aquecimento do material até este adquirir uma viscosidade

suficientemente baixa, moldação sob pressão e arrefecimento com consequente

recuperação de rigidez (Bom, 2014).

• Unidade de injeção - Realiza o transporte, aquecimento, plastificação e

homogeneização do material desde a tremonha até ao bico de injeção; garante

também a posterior injeção e compactação do material fundido. Aqui se situa

dois dos componentes fundamentais da máquina injetora - bico de injeção e o

fuso. (Bom, 2014)

• Bico de Injeção - O bico de injeção assegura a comunicação entre a unidade de

plasticização e o molde. Uma má performance deste elemento afeta a qualidade

do produto final, além de condicionar todo o processo de produção. O bico de

injeção deve manter o material no estado fundido, evitando assim a sua

solidificação prematura, o escorrimento para o exterior e a oxidação do material

pastoso (Moreira, 2015). Existem dois tipos de bicos de injeção: aberto e

fechado. O bico aberto é o mais utilizado pela simplicidade da sua construção,

minimização da obstrução ao fluxo e da criação de pontos de retenção,

impossibilitando a tendência de o material fundido fluir para o exterior através

do retrocesso do fuso após a plasticização. No entanto, alguns materiais não

permitem a utilização de bico aberto, optando-se pela utilização do bico fechado,



devido (i) aos polímeros fundidos com baixa viscosidade, fluem com facilidade

para o exterior, (ii) o recuo do fuso pode proporcionar a entrada de ar no interior

do material fundido e (iii) o arrefecimento localizado pode provocar defeitos no

produto final (Wu et al., 2017).

• Fuso - O fuso (figura 16) é o principal constituinte da unidade de injeção. Para

cada matéria-prima a processar, deve-se utilizar um fuso com geometria

otimizada para o efeito, no entanto devido a obstáculos financeiros e produtivos

da indústria, utiliza-se frequentemente fusos standard para a maioria dos

polímeros (Moreira, 2015).

Segundo Rosato (2000) e Marujo (2014), o fuso pode ser dividido em três zonas:

1. Zona de alimentação – possui um maior diâmetro na zona dianteira do que na

retaguarda e realiza o transporte de matéria-prima para a zona de compressão

e pré-aquece o material;

2. Zona de compressão – é uma zona de transição onde existe um progressivo

aumento do diâmetro do fuso e onde se inicia a plastificação através da

compressão do material. Desta forma, é diminuído o espaço entre o fuso e o

cilindro estimulando os mecanismos de fricção, corte e compressão do material,

sendo gerado um calor adicional. Esta secção tem de ser suficientemente

demorada para garantir que o material é completamente fundido.

3. Zona de medida – trata-se da zona final, onde a altura dos filetes do fuso é muito

diminuída. Existe uma homogeneização do material e é estabelecida uma

temperatura uniforme.

Segundo Cunha & Pouzada (1997), os comprimentos das diferentes zonas do fuso

dependem da forma como o polímero se comporta. O comprimento do fuso influencia

a relação L/D (comprimento/diâmetro). O fuso típico de moldação por injeção apresenta

uma relação L/D = 20. Contudo, para um maior desempenho ao nível da plasticização,

têm sido ensaiados fusos com L/D de 22 a 25. Alguns elastómeros ou materiais de

grande sensibilidade térmica utilizam razões L/D inferiores (15 a 18).

Figura 16 - Fuso Standard



A unidade de fecho garante a fixação e a movimentação do molde, sendo capaz de o

manter fechado durante as fases de injeção e de pressurização. Construtivamente,

corresponde a uma prensa que tem de ser capaz de suportar a força resultante da

injeção do plástico, incorporando também os dispositivos à extração das moldações.

A unidade de potência faculta a energia adequada aos diversos atuadores da máquina.

É baseado num sistema de pressão óleo-hidráulico, cuja bomba é acionada por um

motor elétrico, ou eventualmente baseado em um sistema pneumático.

Unidade de controlo: garante a repetibilidade e a consistência do funcionamento da

máquina. Nesta unidade estão centralizadas as operações e os dispositivos necessários

a assegurar a monitorização e controlo das diversas variáveis do processo, assegurando,

também a interface com o operador e as comunicações com periféricos ou sistemas de

gestão da manutenção. As principais variáveis de funcionamento são a temperatura do

fundido, a temperatura do molde, a pressão de injeção e de compactação, o tempo de

enchimento e o tempo de compactação (CENTIMFE, 2004).

2.2 Análise e melhoria de processo

Mais do que nunca, o sucesso de uma empresa baseia-se na constante procura de

melhoria do seu desempenho produtivo e comercial, aumentando cada vez a eficiência

em todos os seus processos (Pereira et al. (2016), citado de Silva (2018)). A melhoria da

produção industrial passa por se identificar, analisar e melhorar os processos de uma

empresa, melhorando a qualidade, removendo os desperdícios e mantendo as

melhorias alcançadas (Aqlan & Al-Fandi, 2018).

Neste capítulo, é apresentada uma breve revisão da literatura sobre a análise e melhoria

de alguns processos de fabrico, onde se verificaram claras evidências de melhorias na

aplicação de vários conceitos teóricos em empresas. Estas melhorias ajudam-nas a

alcançar os seus objetivos de produção, utilizando ferramentas Lean. A filosofia Lean

sugere um conjunto de técnicas que propõem o aumento do valor dos produtos

fabricados, através da aplicação correta de várias ferramentas, procurando fabricar

produtos e prestar serviços a um preço mais reduzido e à velocidade desejada pelo

cliente (Bhamu & Sangwan, (2014) citado de Pena (2019)), otimizando os processos

“mais valiosos” e suprimindo os processos que não acrescentam valor ao produto final

(Dickson et al., (2009).

Na Tabela 1, são apresentados alguns casos descritos na literatura sobre de análise e

melhoria de processos, que permitem demonstrar algumas melhorias alcançadas

através da implementação de ferramentas Lean, comprovando a mais valia para as

empresas desta metodologia.



Tabela 1 - Revisão da literatura de análise e melhoria de processos.

Referência

Bibliográficas Descrição do trabalho

Álvares et al.

(2007)

O propósito deste trabalho foi avaliar o impacto da manutenção, centrada

na fiabilidade na geração de energia elétrica. Neste sentido, foi realizado

um estudo FMEA para uma turbina do tipo Kaplan, que é utilizada pela

central hidrelétrica da Balbina, Amazonas. Foram identificados três

componentes críticos no sistema, pelo que estes padecem de manutenção

preventiva.

Atieh et al.

(2016)

Aplicou-se a filosofia Lean numa fábrica de produção de vidro, situada na

Jordânia. Primeiramente, elaborou-se um VSM para definir onde seriam

aplicadas as várias ações de melhoria, identificando os bottlenecks da

produção. Foi utilizado um simulador para avaliar as alterações a

introduzir, de forma a credibilizar as ações de melhoria antes de

concretizar um grande investimento, sem a garantia da obtenção dos

objetivos. Foi demonstrado uma diminuição de 6% no lead time produtivo

e um incremento de 32% no desempenho do principal bottleneck.

Arabian et al.

(2010)

A análise FMEA tem sido utilizado para estudar a fiabilidade de sistemas

de geração de energia. Este estudo aplica o método para uma turbina

eólica, comparando com o software desenvolvido pela empresa que a

vende, com o intuito de estabelecer relações para futuros projetos de

turbinas eólicas. Os dados obtidos pela análise FMEA foram comparados

com dados da taxa de falha e mostraram semelhanças, comprovando

assim, a análise executada. Neste sentido, foram identificadas as peças

constituintes da turbina que não eram fiáveis, podendo assim ser útil no

futuro na projeção de novas turbinas.

Baldaia (2016)

O objetivo foi a aplicação de conceitos Lean em várias indústrias de

retalho, desenvolvido na empresa Kaizen Institute Consulting. A

ferramenta VSM foi empregue na loja Hiper de São Caetano, o que

permitiu uma melhoria de 30% no tempo de resposta e redução de 25%

no stock de carne. Com a ferramenta 5’S, foi possível na loja de Osasco um

ganho de 30% na reposição no total da receção de mercadoria. No Hiper

São Caetano do Sul, com a mesma metodologia, houve um aumento de

30% da produtividade.

Baynal et al.

(2018)

Este trabalho foi realizado para uma empresa da indústria automóvel e

teve como intuito propor soluções para problemas existentes nas linhas

de montagem. Foi proposto uma análise FMEA que resultou na

identificação de três falhas em várias linhas. Relativamente à linha de

montagem de um degrau de uma porta, houve uma melhoria de 96%. Na

segunda e terceira linha, o problema foi resolvido completamente, tendo

assim, uma melhoria de 100%.



Chiozza &

Ponzetti (2009)

Neste trabalho foi descrito as principais etapas do processo FMEA e

analisados os dados disponíveis da aplicação desta técnica, para a

medicina de laboratório. Foi conseguida uma redução significativa do

número de prioridade de risco em vários departamentos do laboratório,

como o da colheita de sangue, recolha de análises e pontos de

atendimento.

Choomlucksana

et al. (2015)

Neste trabalho, foram aplicadas ferramentas Lean como o controlo visual,

Poka-Yoke e 5S’s, para aumentar a produtividade numa indústria de

submontagem de estampagem de chapa metálica, de forma a reduzir os

desperdícios e aumentar a eficiência. Através da observação dos processos

da fábrica verificaram-se quais os que geravam mais atividades sem valor

acrescentado, sendo esses os procedimentos onde foi mais urgente aturar.

Os resultados demonstraram melhoras nesses processos, verificando-se

numa diminuição do tempo de processamento no setor de polimento de

62,5% (de 6582 para 2468 segundos), um decréscimo de atividades sem

valor acrescentado de 66,53% (1086 para 261 segundos) e numa redução

de custos de horas extraordinárias de 1764 dólares por ano.

Das et al. (2014)

Foi introduzida a metodologia lean manufacturing com o objetivo de

otimizar a produtividade de uma empresa de bobinas de ar condicionado

(Blue Star Limited). Os resultados da implementação desta metodologia,

mostram que a produção de bobinas aumentou 77%, por turno. As

ferramentas Lean (VSM, SMED e Kaizen) foram aplicadas para diminuir o

tempo de setup na máquina de expansão de bobinas de em 67%. O

acrescento do valor passou de 5 para 12%.

Ketan & Yasir

(2015)

Concretizado numa indústria elétrica, em Baghdad, foi utilizada a

ferramenta de lean manufacturing, VSM, com a intenção de elevar a

produtividade, diminuindo o lead time produtivo. Assim, foi possível

identificar todas as atividades do processo (com e sem valor acrescentado)

e suprimir desperdícios (atividades sem valor acrescentado), ao substituir

o sistema de produção “empurrado” para “puxado”, recorrendo a

estratégias pull como kanban e FIFO. A implementação de princípios Lean

gerou uma diminuição do lead time em 33%.

Mojib, Hashemi,

Abdi,

Shahpanah, &

Rohani (2014)

Aplicou-se numa indústria de produção de componentes automóveis, a

ferramenta VSM, com o objetivo de identificar e excluir os desperdícios e

atividades sem valor acrescentado. Foi realizada uma recolha de dados

para definir o futuro VSM com as melhorias apresentadas após a análise

dos dados. Com a implementação das ações de melhoria, verificou-se um

decréscimo no lead time de 23,5 para 4,5 dias e um aumento de 12% no

tempo de valor acrescentado.

Pena (2019)

O propósito foi dar resposta ao aumento de encomendas da Efacec Electric

Mobility. Através da aplicação do pensamento Lean, houve uma

redefinição dos processos produtivos, aplicação da ferramenta 5S,

regulação da produção através de kanbans, etc. Os resultados



demonstram que foi possível reduzir em 82.1% o tempo de ciclo do corte

de calhas, em 38.2% as calhas DIN e em 50% a mão de obra. Também foi

possível reduzir na seção de cablagem, o tempo de changeover do corte e

reduzir a variabilidade de referência em 14.9% e 24.5%, respetivamente.

Rohani &

Zahraee (2015)

Neste trabalho, foi aplicada a ferramenta VSM numa indústria produtora

de tinta, para melhorar a sua linha de produção, ao eliminar desperdícios

e, consequentemente, reduzir o lead time. Para alcançar este objetivo,

foram aplicados alguns princípios Lean (criação de equipas de trabalho,

seleção de produtos, design conceptual e formulação de cronograma

através do cálculo do takt time). Alterou-se a produção para um sistema

pull regulado por kanbans e aplicaram-se alguns princípios 5S. Os

resultados mostram que o lead time produtivo reduziu de 8,5 para 6 dias

e o tempo que acrescenta valor reduziu de 68 para 37 minutos.

Silva (2018)

O trabalho desenvolvido para a empresa Flamingo – Indústria da

Ourivesaria SA, pretendia melhorar os processos de produção do setor

“joalharia”. Utilizando os prossupostos do Lean, foram propostas

melhorias, tais como i) a elaboração de um dossier de produto, ii) a

elaboração de um documento pró-forma de ordens de fabrico, iii) de um

método para a determinação de prioridade de produção, iv) a aplicação da

ferramenta 5S, entre outras, levando a uma redução de lead time de 37%

e uma redução de 51% do desvio-padrão deste.

Wulff (2014)

Neste trabalho, realizado na Samvardhana Motherson Peguform (indústria

automóvel), foi utilizada a ferramenta de Lean e VSM, contribuindo para

uma redução de 20% o inventário na linha dos para-choques moldados e

30% do inventário nos pintados, reduzindo em 15% o tempo de entrega

nesta linha. Na linha dos fontends, reduziu-se o inventário em 45%,

diminuindo, assim, o tempo de entrega em 19%. Por último, na linha dos

painéis de porta, houve uma redução de 31% na sua montagem,

melhorando em 4% o tempo de entrega.

2.3 Lean Manufacturing

Após a Segunda Guerra Mundial, nos anos 40, surgiu a necessidade de customização em

massa, pelo que alguns mercados não se enquadravam. Neste sentido, a empresa

japonesa Toyota Motor Company, sob a liderança de Taichi Ohno começou a

desenvolver uma alternativa à produção em massa, criando Toyota Production System

(TPS), conseguindo assim gerir o sistema de produção de forma diferente (Ohno, 1988).

Segundo Almeida (2015), o TPS foi ganhando adeptos por todo o Japão nas décadas

seguintes, chegando mais tarde aos Estados Unidos. Vários autores começaram a definir

esta filosofia de produção, mas apenas em 1990, os autores James P. Womack, Daniel

Roos e Daniel T. Jones, no livro “The machine that changed the world”, aplicaram o

termo “LEAN”. A utilização deste termo justifica-se pelo facto de haver uma redução de



recursos quando comparado com o processo da produção em massa. (Moreira & Pais,

2011).

Neste sistema de produção, era garantindo que as capacidades dos trabalhadores

estavam a ser aproveitadas ao máximo e estes a ser tratados com consideração

(Sugimori et al., 1977), utilizando menos equipamentos, com uma diminuição do tempo

e do espaço necessários e, ainda, um menor stock em curso. Como resultado, obteve-se

uma produção com mais qualidade e variedade, apresentando menos defeitos, tendo

sempre em consideração o que o cliente pretende, procurando sempre satisfazer os

seus desejos e, se possível, exceder as suas expectativas em relação a um determinado

produto ou serviço.

O grande sucesso da filosofia de gestão Lean, fez com que os princípios e as ferramentas

aplicadas à produção na indústria automóvel, começassem a ser adaptados a diferentes

setores, obtendo resultados igualmente satisfatórios (Lean Enterprise Institute, 2019).

2.3.1 Princípios do Lean

De forma a melhorar os métodos de fabrico, Womack & Jones (2003) definiram cinco

princípios fundamentais da filosofia Lean, que podem ser aplicadas a todo o tipo de

problemas industriais, como forma de eliminar os desperdícios:

i) Especificação do valor - Womack e Jones (2003) descrevem o valor, como a

capacidade de providenciar no tempo certo e com o preço apropriado os

produtos e ou serviços, acordados com o cliente.

ii) Cadeia de Valor - São um conjunto de todas as atividades necessárias para

transformar matérias-primas e informação num produto ou serviço, ou mesmo

a combinação de ambos (Almeida, 2015). Também é necessário separá-los em

três tipos: a) processos que acrescentam valor, b) processos que não

acrescentam valor, mas são necessários para a sua manutenção e c) processos

que não acrescentam valor (Werkema, 2006).

iii) Fluxo - Deverá ser sempre promovido o fluxo de material entre cada atividade

ou processo da cadeia de valor (Womack & Jones, 2003). Segundo Apte & Goh

(2004), esta é uma forma simples de eliminar desperdícios, uma vez que a criação

de fluxo elimina os tempos de paragem ou de espera.

iv) Implementar o sistema Pull - A implementação deste método produtivo conduz

à redução dos stocks, uma vez que o fundamento da metodologia Pull é que um

determinado produto só seja produzido após uma ordem do cliente (Gonçalves,

2017). Após essa ordem, é gerada uma necessidade de produção de um



determinado produto, numa determinada quantidade e numa data de entrega

específica (Womack & Jones, 1996).

v) Perfeição - Também conhecido por “melhoria contínua” ou “kaizen”, pressupõe

a assimilação de uma cultura de melhoria constante em busca da perfeição.

Tendo em conta que a perfeição nunca é alcançada, será sempre possível

melhorar a partir da situação atual (Barros, 2010).

Contudo, estes cinco princípios apresentam algumas lacunas, tendo por esse motivo, a

Comunidade Lean Thinking proposto a adoção de mais dois princípios:

vi) Conhecimento dos stakeholders – deverão ser conhecidas todas as partes

interessadas do negócio, pelo que a empresa não deve focar-se somente na

satisfação do seu cliente, negligenciando os interesses e necessidades das

restantes partes interessadas (Sunder, 2016).

vii) Inovar constantemente - devem ser desenvolvidas ações no sentido da criação

de novos produtos, serviços e processos, ou seja, da criação de valor (Pinto,

2009). Almeida (2015) afirma que as organizações não devem ignorar como criar

valor através da inovação, ao entrar nos intermináveis ciclos de redução de

desperdícios.

2.3.2 Desperdício – Muda

Muda é uma palavra japonesa que significa desperdício, num processo produtivo

(Suzaki, 2013). Segundo Almeida (2015), Fujio Cho, da Toyota, definiu desperdício como

“tudo o que está para além da mínima quantidade de equipamento, materiais, peças,

espaço e mão-de-obra, estritamente essenciais para acrescentar valor ao produto”.

Segundo Cruz (2013), para se identificar os tipos de desperdícios presentes numa

empresa, é preciso conhecer bem todos os processos, e definir quais são aqueles que

acrescentam valor ao produto e os que não acrescentam valor. As atividades que

acrescentam valor são todas aquelas que fazem com que o produto contenha as

características desejadas pelo cliente. Por sua vez, todas as restantes atividades são

consideradas como desperdício, ou atividades que não acrescentam valor (Ortiz, 2006).

Existem vários tipos de muda:

i) Sobreprodução - Ocorre quando são produzidos mais produtos que os

programados. Este excesso poderá levar ao aumento dos custos dos artigos em

stock, ao desperdício de recursos e a um aumento do custo de transportes

(Ohno, 1988).



ii) Tempos de espera - corresponde ao tempo passado por pessoas ou

equipamentos à espera de algo. Este tipo de desperdício pode ocorrer devido a

vários problemas como layout, obstruções nos fluxos, atrasos nas entregas por

parte dos fornecedores ou ao balanceamento incorreto de processos (Pinto,

2009). Segundo Rosa et al. (2017), o balanceamento de processos produtivos de

acordo com a procura, a rápida mudança de ferramentas (SMED) ou

modificações no layout dos postos de trabalho, são algumas das medidas que

podem ser tomadas para se eliminarem tempos mortos, de forma eficaz.

iii) Transportes – Segundo Pena (2019), os desperdícios relacionados com o

movimento de bens devem ser reduzidos. O transporte implica também, um

aumento de risco de danos no produto e um aumento da distância e tempo a

percorrer o feedback de possíveis defeitos e respetiva ação corretiva.

iv) Operações e Processos desnecessários - Qualquer operação ou processo que

não acrescente valor ao produto representa um desperdício para as empresas,

além de potenciar o aparecimento de defeitos na peça (Almeida, 2015). Segundo

Pinto (2009), este tipo de desperdício é geralmente originado por falta de

formação dos operadores ou pela ausência de processos normalizados.

v) Inventário - Referem-se aos inventários de matéria-prima, produto acabado e

em processamento (Ohno, 1988). Para Cruz (2013), elevados inventários

implicam elevadas áreas de armazenamento, obrigando a um maior

investimento para os manter. As dificuldades com os inventários são por vezes

criadas por outros problemas de organização, como elevados tempos de setup,

retrabalho, atrasos nas entregas, avarias dos equipamentos, entre outros.

vi) Defeitos - A produção defeituosa, que não respeita as normas de qualidade

exigidas, é um desperdício que exige o gasto de materiais, recursos humanos,

energia, ocupação dos equipamentos, perda de tempo produtivo e desgaste dos

equipamentos (Womack & Jones, 2003). Segundo Gonçalves (2017), a produção

de componentes com defeito, deriva normalmente de erros de projeto, mas

também pode ocorrer devido a erros de produção, comunicação, formação dos

operários, à utilização de materiais errados, entre outros fatores.

2.3.3 Ferramentas Lean

O objetivo deste subcapítulo é apresentar uma breve descrição das ferramentas Lean.

2.3.3.1 Kaizen

A palavra Kaizen deriva de Kai – que define mudança -, e Zen – que define fazer melhor

(Colenso, 2000). A metodologia Kaizen procura eliminar desperdícios de forma contínua



e gradual, com o intuito de aumentar a produtividade, sendo que a sua meta é a

obtenção da perfeição. Para esta metodologia funcionar na sua plenitude, é necessário

que haja envolvimento e dedicação de todos os colaboradores da empresa. Kaizen não

é uma técnica que atua de forma independente, mas sim, uma técnica que engloba

todas as técnicas de melhoria e faz a ligação entre cada ferramenta (Cruz, 2013).

Segundo Gupta & Jain (2014), o processo de implementação de um evento Kaizen

consiste na i) definição da área a melhorar, ii) análise e seleção do problema, iii)

identificação da causa a melhorar, iv) implementação do projeto de melhoria, v)

medição, análise e comparação de resultados e vi) estandardização do sistema.

De acordo com Melnyk et al, (1998), geralmente os eventos Kaizen têm uma duração

curta, tratando-se de sessões de trabalho de aproximadamente três a cinco dias, onde

ocorrem atividades como i) treino de equipa, ii) documentação do estado atual, iii)

identificação de oportunidades de melhoria, iv) seleção das melhorias, e geralmente,

implementação, v) apresentação de resultados e vi) documentação de um plano de

ações para atividades de acompanhamento.

É possível afirmar que a aplicação de ferramentas Lean, numa cultura de melhoria

contínua, pode ser determinante para as organizações obterem vantagens competitivas

(Antoniolli et al., 2017).

2.3.3.2 Ciclo PDCA

O Ciclo PDCA é uma abordagem sistemática para a resolução de problemas. O objetivo

da sua aplicação consiste em facilitar iniciativas de melhoria contínua (Rosa et al., 2017).

Apesar de ter sido criado por Walter Shewhart nos anos 30, foi William E. Deming quem

o divulgou o conceito no Japão, com sucesso, a partir dos anos 50.

Segundo Pinto (2009), Liker (2004) e Cruz (2013), o ciclo PDCA tem como objetivo agilizar

e clarificar o processo de resolução de problemas das organizações. A sigla PDCA

significa:

• Plan (Planear) – Deve-se estabelecer metas e identificar as causas que poderão

impedir a concretização das mesmas, com o intuito de criar um plano de ação

para a resolução de problemas.

• Do (Fazer) – Implementar o plano de ação definido através de um método

científico.

• Check (Verificar) – Após a execução do plano estipulado, é necessário verificar

os resultados obtidos e comparar com os resultados que seriam esperados.

• Act – Após a análise dos resultados obtidos, é necessário atuar sobre o plano

executado, melhorando-o se necessário, ou promovendo uma melhoria dos

processos. Caso o problema não tenha sido corrigido é importante perceber a

condição atual em que se encontra e definir novas metas para a melhoria

pretendida, recomeçando o ciclo na etapa de planeamento.



2.3.3.3 5’S

A denominação 5´S tem a sua origem em 5 (cinco) palavras de origem japonesa

começadas por “S” que definem cinco etapas para cumprimento desta metodologia:

• Seiri (Separar/Eliminar) - Pretende-se perceber quais os materiais e ferramentas

essenciais no posto de trabalho. Todo o conteúdo não essencial, deve ser

descartado, podendo ser guardado (caso ainda tenho utilidade) ou até eliminado

(Gomes, 2012);

• Seiton (Ordenar/Arrumar) - Organizar o posto de trabalho através da definição

e identificação (visual) de locais específicos para cada utensílio e da sua

colocação no respetivo sítio, eliminando movimentações desnecessárias (Gapp

et al., 2008);

• Seiso (Limpar) - Nesta etapa, após a eliminação dos utensílios desnecessários e

organização da sua distribuição, pretende-se manter as áreas de trabalho limpas,

seguras e agradáveis (Faria, 2006). Com esta manutenção do espaço de trabalho

prevê-se maior facilidade em detetar anomalias e incutir nos trabalhadores um

acrescido sentido de responsabilidade e preocupação em preservar o

equipamento que utilizam (Clegg et al., 2010);

• Seiketsu (Estandardizar) – Numa primeira instância, prossupõe que os primeiros

3S’s se mantenham implementados. Seguidamente, o objetivo é criar

procedimentos / padrões de forma a que todas as operações sejam realizadas

sempre da mesma maneira (Costa et al., 2018);

• Shitsuke (Respeitar/Rigor/Disciplina) – Manter as condições estáveis do local de

trabalho através da disciplina e do rigor, assegurando assim a aplicação dos

passos anteriores, numa lógica de melhoria contínua. Para tal, é necessário

disciplina e motivação por parte dos colaboradores (Jiménez et al., 2015).

Segundo Bell e Orzen (2011) as empresas iniciam a implementação do Lean com a

aplicação desta ferramenta, permitindo assim, consciencializar os colaboradores sobre

o processo, permitindo identificar a origem do desperdício, bem como oportunidades

de melhoria.

2.3.3.4 Gestão Visual

A gestão visual pode ser considerada um sistema de planeamento e controlo do sistema

produtivo, e tem como objetivo tornar o posto de trabalho mais simples e intuitivo,

reduzindo ou evitando eventuais desperdícios (Melton, 2005). Assim, toda a

organização pode tomar conhecimento do desenrolar dos trabalhos, sem necessitar de

questionar algum operador em específico (Cruz, 2013).

Outra característica deste sistema, é o fornecimento da informação acerca dos

procedimentos de trabalho para a realização de tarefas, desde a ordem sequencial das

tarefas até ao tipo de ferramentas utilizadas (Fujimoto, 1999).



Shingo (1985) defende que existem várias formas de gestão visual, isto é, várias

maneiras de disponibilizar as informações, nomeadamente quadros sinalizadores de

qualidade ou controlo de produção, folhas de trabalho padronizado, marcação física de

áreas, Andon (sistema de luzes ou quadros informativos na parte superior dos

equipamentos, que potenciam o controlo do processo), entre outros.

Os sistemas de controlo visual, que contenham alertas sonoros, são muito mais

eficientes emitindo alertas para anomalias de produtos ou valores fora de margens,

permitindo uma atuação rápida e a redução de mão-de-obra destacada apenas para

controlo visual, sendo este tipo de combinação muito comum em equipamentos

(Gonçalves, 2017).

2.3.3.5 Standard Work

De acordo com Liker & Meier (2007), o trabalho padronizado surge na Toyota através

da adoção do Training Industry Program (TWI), onde Taiichi Ohno e os seus seguidores,

foram mais longe ao implementar um fluxo contínuo, procurando reduzir os

desperdícios das operações.

Neste sentido, o Standard Work pressupõe que todos os colaboradores façam as tarefas

de igual modo, isto é, executando as tarefas seguindo os mesmos procedimentos. Esta

ferramenta certifica que as tarefas são executadas num determinado período,

independentemente do operador que está a efetuar o trabalho (Pinto, 2008).

Em suma, o Standard Work é uma ferramenta Lean, para garantir que as melhorias

implementadas sejam sustentadas, definindo como é que as atividades serão realizadas

(Silva & Ferreira, 2019), o que pressupõe que é o método mais seguro e eficiente para

executar o trabalho, e que satisfaz o nível de qualidade exigido (Martin & Bell, 2016).

Segundo Martin & Bell (20161) existem quatro pré-requisitos para se atingir e manter o

trabalho padronizado:

i) colaboradores capazes de executar o trabalho;

ii) sequência repetitiva do trabalho;

iii) ferramentas, equipamento e espaço de trabalho fiáveis;

iv) materiais utilizados de alta qualidade.

2.3.3.6 Kanban

Kanban é uma técnica de informação visual que possibilita a comunicação seja possível

dentro de um sistema produtivo, tendo como principal objetivo, regular o fluxo de

materiais por todo o circuito da empresa. (Salgado & Varela, 2010). Este conceito

permite que o cliente e a sua necessidade na obtenção do produto, controlem o ritmo

de produção do mesmo, tratando-se assim, de uma ferramenta do sistema pull, (Corona

& Pani, 2013). Assim, através do sistema kanban é possível otimizar os níveis de

inventário de acordo com a procura do produto, originando uma diminuição do lead



time na sua entrega e na eficiência dos recursos utilizados (Sundar et al., 2014;

Dimitrescu, 2019), caracterizando-se como uma ótima forma para combater o

desperdício na produção.

De acordo com Lee-Mortimer (2008) as principais vantagens do sistema kanban são:

• Maior visibilidade e controlo da produção, com recolha de dados para possíveis

melhorias;

• Habilitar os trabalhadores para tomar decisões na produção;

• Melhor comunicação entre os postos de trabalho;

• Redução do lead time de produção, onde as entregas conseguem fazer-se com

mais frequência, mesmo com quantidade mais pequenas;

• Redução do inventário e do desperdício, onde se produz apenas produto para

satisfazer as necessidades do cliente;

• Resposta rápida às variações de procura do produto;

• Analise de dados de produção para identificar problemas de produção.

2.4 Manutenção

2.4.1 Conceito de manutenção

Partindo do pressuposto que uma instalação ou equipamento, tenha de apresentar um

bom estado de utilização, assegurando, com eficiência e eficácia, a função para o qual

foi criada, torna-se necessário que seja sujeita a vigilância periódica e reparações em

caso de necessidade, incluindo também a limpeza constante. Todo este processo é

denominado de Manutenção, que é definido, segundo a norma EN 13306:2017 como “a

combinação de todas as ações técnicas, administrativas e de gestão aplicadas durante o

ciclo de vida de um bem, destinadas a mantê-lo ou repô-lo num estado em que pode

desempenhar a função requerida” (EN 13306:2010, 2010).

Assim, a manutenção pode ser entendida como responsável pela melhoria da

disponibilidade e fiabilidade da instalação ou equipamento, com o intuito de

maximização da disponibilidade, longevidade, produtividade, desempenho e

conservação dos níveis de qualidade do trabalho prestado, mantendo as condições de

segurança e o menor custo possível, reduzindo ou eliminando paragens da produção

devido a possíveis avarias (Muchiri et al., 2011; Erkoyuncu et al., 2017). Assim, a

manutenção assume um papel que permite as organizações atingirem os seus objetivos.

2.4.2 Tipos de manutenção

Iremos abordar os diferentes tipos de manutenção, de acordo com as normas EN

13306:2010, demonstrado na figura 17.



A Manutenção Planeada e Manutenção não Planeada, podem ser ambas entendidas

como Manutenção Preventiva e Corretiva (Arslankaya & Atay, 2015).

2.4.2.1 Manutenção preventiva

Considera-se Manutenção Preventiva quando a mesma é regular e pré-determinada em

intervalos de tempo definidos ou critérios estabelecidos com o propósito de minimizar

ou eliminar o desgaste dos equipamentos e probabilidade de falhas, mantendo todo o

sistema num nível satisfatório de funcionamento, permitindo que a competitividade não

seja posta em causa (Chen & Trivedi, 2005).

A Manutenção Preventiva pode ser: i) Sistemática (realizada de acordo com intervalos

de tempo pré-definidos), ii) Condicionada (realizada tendo em conta as tendências do

comportamento do equipamento) ou iii) Detetiva (realizada tendo em conta variáveis

de funcionamento que definem a performance do equipamento).

2.4.2.2 Manutenção corretiva

A Manutenção Corretiva é aquela que é realizada após a ocorrência de uma avaria, com

o intuito de reparar o equipamento para retorno à atividade normal. Se esta intervenção

for definitiva, designa-se por manutenção curativa (Guariente et al., 2017). Caso a ação

seja de carácter temporário, denomina-se de manutenção paliativa.

Figura 17 - Tipos de Manutenção (Amaral, 2016)



2.4.3 RCM – Manutenção Centrada na Fiabilidade

A RCM tem como principal objetivo, preservar o bom funcionamento dos equipamentos

principais de um sistema, com o menor custo possível. Esta metodologia consiste numa

organização com base na decisão, com o intuito de identificar ações de manutenção e

as suas periodicidades, a aplicar nos equipamentos ou semelhantes, mais importantes

para a empresa, segundo uma base lógica específica (Amaral, 2016. Por outras palavras,

a RCM identifica-se como um método de análise sistemático, permitindo planear a

manutenção preventiva de um todo, baseando-se na deteção de modos de falhas dos

equipamentos (e na gravidade das suas consequências), permitindo estabelecer

prioridades, tendo sempre em consideração a segurança, fatores ambientais e os custos

de manutenção (Rausand, 1998; Tang et al., 2017; Moubray, 1997).

2.4.3.1 Questões Básicas da RCM

A Metodologia RCM coloca sete questões, como guia de identificação das tarefas de

manutenção e suas frequências nos equipamentos mais importantes de um todo (Ben-

Daya et al., 2009):

• Quais as funções e desempenhos-padrão associados ao equipamento no seu

contexto operacional?

• Em que condições pode o equipamento não satisfazer as funções requeridas?

• O que provoca cada falha funcional?

• O que acontece quando ocorre cada falha?

• Qual a consequência de cada falha?

• O que pode ser feito de forma a prever e/ou evitar cada falha?

• O que pode ser feito caso nenhuma ação preventiva possa ser aplicada?

2.4.3.2 FMEA (Analise do Modo de Falha e Efeitos)

A FMEA é considerada uma ferramenta essencial da RCM, tendo como objetivo a

resposta às primeiras cinco questões básicas. Esta ferramenta consiste numa análise

sistemática de falhas possíveis, com o pressuposto de as evitar, considerando-se um

processo preventivo, aplicado antes da implementação de alterações aos produtos ou

procedimentos (Ben-Daya et al., 2009).

Segundo Ben-Daya et al. (2009), um processo FMEA típico corresponde a uma

metodologia proactiva, seguindo os seguintes passos:

1. Seleção de um processo de alto risco;

2. Revisão do processo (este passo envolve a seleção de uma equipa

multidisciplinar abrangendo várias áreas da organização com diferentes posições

e responsabilidades dentro da mesma);

3. Brainstorm de potenciais modos de falha;



4. Identificação das causas raiz dos modos de falha;

5. Listagem de potenciais efeitos dos modos de falha;

6. Atribuição das classificações de severidade, falha e deteção;

7. Cálculo da RPN;

8. Priorização dos modos de falha através da RPN;

9. Definição de um plano de ações de forma a reduzir ou eliminar os valores obtidos

de RPN;

10. Repetir o processo após terem sido aplicadas as medidas definidas no ponto

anterior.

No capítulo 3 será executada uma análise FMEA a uma máquina.

2.4.3.3 Risk Priority Number (RPN)

Existem três fatores de classificação para a análise quantitativa do FMEA, que são

classificados através de escalas pré-definidas: i) a severidade (consequências da

ocorrência do modo de falha); ii) falha (probabilidade ou frequência da causa falha

acontecer) e iii) deteção (probabilidade de detetar a causa da falha, antes das

consequências de o efeito ser sentido).

Após a atribuição da escala a cada um dos fatores, são multiplicados, em igual

proporção, resultando no número de prioridade de risco (RPN), variando entre 1

(considerado o menor risco possível) e 100 (considerado o risco mais elevado).

2.5 Indústria 4.0

A indústria 4.0 está associado a um processo evolutivo da história da indústria. Desde

1784 até meados do século 19, com a introdução da máquina a vapor, a mecanização

da produção com energia gerada através da água e vapor, aumentou a capacidade de

produção e produtividade, diminuindo o trabalho manual, dando-se a primeira

revolução industrial.

Com Henry Ford, surgiu a segunda revolução industrial, com a introdução das linhas de

montagem. Foi também nesta revolução que houve uma adaptação da eletrificação nas

máquinas, substituindo as máquinas a vapor, que aumentaram significativamente a

produtividade e a eficiência nas linhas de montagem, levando a uma produção em

massa e ao aumento da automação (Bloem et al., 2014).

Desde 1970 até sensivelmente 2012, foi desencadeada a 3ª revolução industrial com a

introdução do computador, promovendo a automatização da produção, substituindo

gradualmente o trabalho manual de baixo valor, incrementando consideravelmente a

produtividade das empresas.

Em 2012, o governo alemão decidiu formar um grupo de trabalho para projetar a

estratégia para implementar a indústria 4.0 na Alemanha. Atualmente, esta indústria

tem vindo a evoluir exponencialmente, tanto nos países da Europa como no resto do



mundo, levando estes a comprometerem-se com o estabelecimento de políticas que

contribuam para apoiar a sua implementação (Menezes & Tocha, 2016; Fonseca, 2018).

Segundo Ferreira (2016), existem algumas características principais deste tipo de

indústria, como:

i. Redes verticais de sistemas de produção inteligentes, tais como fábricas e

produtos inteligentes e a criação de redes de logística, produção, marketing e

serviços inteligentes, com uma forte orientação para o trabalho individualizado.

Os materiais e produtos estão ligados em rede, pelo que podem ser localizados

em tempo real. Todos os estágios de processamento no processo de produção

são registados automaticamente. Assim as variações da qualidade ou avarias

podem ser tratadas mais rapidamente. Estes processos também permitem uma

maior monotorização do desgaste de materiais.

ii. Haverá redes horizontais através de uma geração de redes globais de criação de

valor, integrando os parceiros de negócio e clientes, gerando novos modelos de

negócio e de cooperação entre os países e continentes. A conceção de um

produto é registada e pode ser consultada a qualquer momento, criando a

transparência nas cadeias de valor, melhorando as relações entre fornecedores

e cliente.

iii. Foco de engenharia ao longo de toda a cadeia de valor, não só no processo de

produção, mas também no produto final. Como os dados e informações estão

disponíveis em todas as fases do ciclo de vida do produto, gera-se novos e mais

flexíveis processos, definidos a partir da prototipagem e modelação em diversos

estágios. Um dos exemplos é o “Digital Twin”, ou seja, desenvolvimento em

simultâneo de fabricação física e fabricação virtual/ linha de produção protótipo,

otimizando processos e prevendo/ eliminando riscos nos processos de fabrico,

visando a produção com nenhum defeito e a eficiência produtiva.

iv. Aceleração de “tecnologias exponenciais”. Alguns exemplos destas tecnologias

são a existência de robots em armazéns plenamente automatizados, a utilização

de nano-materiais e nano- sensores, etc.

2.5.1 Vantagens da indústria 4.0 na Europa

É previsto que as organizações que implementarem a indústria 4.0, irão aumentar a sua

posição competitiva no mercado, aumentando a sua cadeia de valor e diminuindo riscos.

De acordo com Fonseca (2018) e o fórum “Digital Transformation of European Industry

and Enterprises”, alguns dos benefícios da transformação digital na Europa (European

Commition, 2015; Comissão europeia, 2017) são:

i. Empresas que utilizam as novas tecnologias, as “tecnologias exponenciais”, vão

ter um crescimento 10x superiores do que os seus concorrentes.

ii. Com o Mercado único digital, pode gerar um aumento de 6% do PIB (Produto

interno Bruto), criar mais de 3.8 milhões de empregos e reduzir os custas da



administração pública em 15 a 20%. Em nota informativa, o mercado único

Digital foi criado para assegurar a igualdade de acesso a produtos e serviços, para

proporcionar um ambiente ideal para ecossistemas em linha inovadora,

dinâmicos e seguros na Europa e para garantir que todos os cidadãos, empresas

e administrações públicas europeias possam confiar nos serviços em linha e

beneficiar da revolução industrial.

iii. Potencial criação de 1.5 milhões de novos empregos na União Europeia.

iv. As empresas que usam tecnologias e serviços Big Data, podem tornar-se de 5 a

6% mais produtivas. Simplificando, a Big Bata refere-se ao armazenamento de

uma grande quantidade de dados. Estes podem ser utilizados para variados fins

e interpretados para perceber o Mercado, como se está a comportar e para que

rumo segue.

2.5.2 Limitações da indústria 4.0

Segundo Mckinsey (2016), a pesar da indústria 4.0 ser o futuro, existe algumas

limitações e preocupação relativa a esta revolução industrial (figura 18), como:

i. Dificuldade de coordenar ações entre os diferentes departamentos numa

empresa. A mentalidade presente em algumas empresas é a não partilha de

informação entre os diferentes departamentos, como P&D (Departamento de

Pesquisa e Desenvolvimento), manufatura, vendas TI (tecnologia da

Informação), finanças, etc. Este tipo de mentalidade reduz a eficiência da

empresa e dificulta a coordenação estratégica e dos projetos da indústria 4.0 em

toda a organização.

ii. Falta de ousadia necessária para realizar o tipo de mudanças técnicas e

organizacionais que a indústria 4.0 exige.

iii. Falta de talento necessário para a implementação da indústria 4.0. Algumas

empresas sentem que há falta no mercado de pessoas com o “talento” e

conhecimento técnico específico para com funções-chave.

iv. Preocupações com a “cybersecurity” ao trabalhar com os fornecedores, ou seja,

estes não estão conectados com uma certa empresa que fornece determinados

serviços, mas coopera para obter um lucro mútuo. A implementação de

aplicativos da indústria 4.0, geralmente requer trabalhar com fornecedores de

tecnologia/software e muitas vezes, as empresas hesitam em partilhar os seus

dados devido à segurança. Atualmente, a segurança é uma questão sensível, e

com o aumento de mecanismos interligados, o problema avoluma-se. Para além

da segurança das comunicações, a criação de mecanismos de proteção contra os

“cyber-attacks” é um desafio elevado.

v. Falta de clarificação específica de negócios que justifiquem investimentos em

estratégias tecnológicas.



Para as empresas que já se encontram mais avançadas na implementação da indústria

4.0, existem três barreiras adicionais (Mckinsey, 2016):

vi. Preocupações sobre a propriedade dos seus dados ao trabalhar com os vários

fornecedores. Para além da “cybersecurity”, os fabricantes estão também

preocupados na possibilidade de perder o controlo dos seus dados, trabalhando

com fornecedores de software e tecnologia.

vii. Incerteza sobre quais as aplicações da indústria 4.0 que devem ser obtidas

internamente e quais devem ser adquiridas a outros fornecedores, e quais os

mais adequados.

viii. A maioria das aplicações baseiam-se em dados de diversas fontes. Colocar estes

dados interligados torna-se crucial para implementar a indústria 4.0.

Figura 18 – Limitações da indústria 4.0 (adaptado de Mckinsey&Company, 2016)

67


3. ANÁLISE E MELHORIA DOS

PROCESSOS DE PRODUÇÃO

3.1 Análise e mapeamento dos processos em estudo

3.2 Identificação de problemas

3.3 Propostas de melhoria

3.4 Análise de Resultados

ANÁLISE E MELHORIA DOS PROCESSOS DE PRODUÇÃO 69

Análise e Melhoria dos Processos de Produção de uma Empreso do Setor de Moldes André de Lima e Costa

3 ANÁLISE E MELHORIA DOS PROCESSOS DE PRODUÇÃO

Durante a realização desta dissertação, foi analisado o cenário atual dos processos

produtivos de vários sectores, nomeadamente o setor do projeto de moldes,

planeamento e produção. Seguidamente foram identificadas possíveis melhorias nos

respetivos setores. A SF Moldes S.A., tem um sistema produtivo semiautomático, pois

recorre-se à mão de obra e máquinas.

3.1 Caracterização das instalações

Na figura 19, está representada a planta atual das instalações da empresa.

As instalações da SF MOLDES, S.A. estão divididas em vários departamentos e

divisões/sessões de trabalho:

i. Departamento de Projeto de Molde – departamento onde se realiza os estudos

iniciais do molde, através da análise da peça cedida pelo cliente. É também neste

departamento, onde é desenvolvido os projetos em CAD, em duas dimensões (2D) e

com três dimensões (3D).

ii. Departamento Comercial - departamento onde os moldes são monitorizados,

desde a sua orçamentação até à sua conclusão, interagindo com o cliente durante todo

o processo.

Figura 19 – Planta instalações



iii. Departamento de Planeamento e Produção – departamento onde são

projetados os programas para a maquinação CNC, e respetiva distribuição das peças a

serem maquinadas.

iv. Divisão de Maquinação e Furação – divisão equipada com centros de

maquinação por CNC, onde são produzidas e maquinadas as zonas moldantes dos

moldes, assim como a realização das peças necessárias para a construção do molde, com

o recurso a fresagem e torneamento.

v. Secção de Eletroerosão – divisão onde se executa trabalhos de acabamento por

penetração.

vi. Secção da Bancada – secção onde se realiza os trabalhos de ajuste e afinação do

molde, como polimentos e pequenas correções. Após as correções executadas no

molde, realiza-se o primeiro ensaio para a obtenção das primeiras peças. Uma vez

ensaiado, verifica-se a qualidade da peça injetada, assim como o funcionamento do

molde. Posteriormente, caso sejam necessárias, são definidas as correções para cumprir

os requisitos do cliente. Depois das correções realizadas na secção da bancada, o molde

é novamente ensaiado, sendo um processo interativo, até se obter o produto final, de

acordo com as especificações do cliente.

vii. Manutenção – Departamento onde tem a responsabilidade de prestar um

serviço à empresa de forma a esta atingir os seus objetivos, nomeadamente na

maximização da disponibilidade, longevidade e desempenho de todos os equipamentos

produtivos

3.2 Análise e Mapeamento do processo de produção

Este processo contempla desde a entrada da peça para elaboração do molde, no

departamento comercial, até à sua expedição para o cliente.



3.2.1 Processo de negócio da atividade produtiva

Na figura 20, está representado um esquema de toda a atividade produtiva da empresa. É possível observar todos os processos desde o

lançamento de uma proposta de uma peça plástica, passando pelo desenvolvimento de um molde, até à sua expedição.

Figura 20 - Processo de negócio da atividade produtiva



3.3 Identificação de problemas

Como referido anteriormente, foi realizada uma avaliação de todo o processo produtivo,

pelo que se verificou algumas falhas, que potencialmente podiam ser melhoradas. Na

tabela 2, são apresentadas as falhas detetadas e problemas consequentes, inerentes a

cada departamento da empresa.

Tabela 2 - Problemas dos processos em estudo

Setor Descrição Problemas

DPM Modelação 3D

Inexistência de base de dados da libraria de

standards

Sobredimensionamento do molde

Produção Bancada

Desorganização do espaço

Ausência de documentação de apoio à produção

Eletroerosão Incorreta quantidade de grafite a encomendar

Manutenção Máquinas Inexistência de ferramentas de apoio à manutenção

3.3.1 Inexistência de base de dados da libraria de standards

Com a estandardização, existe um ganho de tempo significativo no desenho 3D do

molde, eficiência e produtividade na produção, etc., levando a uma poupança em

termos monetários e na redução da quantidade de erros (Rosa et al, 2017).

Citando Jorge Cardoso, diretor técnico da SF Moldes, em Freitas (2018), “a empresa SF

Moldes, reconhecida mundialmente pela engenharia e fabrico de moldes de elevada

qualidade para termoplásticos, tem vindo a definir, nos últimos anos, o standard da

indústria ao mais alto nível.”

Na SF Moldes, a estandardização no projeto 3D, tem vindo a ser implementada ao longo

do tempo, pelo que a empresa está muito avançada neste aspeto. No departamento de

Projeto de Molde, quando se inicia um novo molde, já existe um template inicial, onde

se pode selecionar o tipo de molde, estando assim estandardizado, para que o projetista

não desperdice tempo a desenhar peças, que são iguais de molde para molde.

Existe também um conjunto de standards da Schneider Form, que foram devidamente

convertidos para CAD, estando também estes estandardizados.



Para além destas estandardizações supramencionadas, a SF Moldes executa também

peças de fornecedores que sejam utilizadas com grande frequência, como os olhais,

guias, casquilhos, etc., com o mesmo intuito das peças acima descritas.

Com uma base de dados 3D tão diversificada e com alguma extensão, por vezes é difícil

um projetista saber o que já existe modelado. Assim, torna-se pertinente criar uma

libraria digital dos componentes já normalizados, aliada a instruções para a sua

utilização.

3.3.2 Sobredimensionamento do molde

Geralmente, o custo do projeto no valor total de produção de um produto é de 5%.

Contudo, exerce uma influência de 70% sobre o custo total de produção (Blanchard &

Fabrycky, 1990).

É durante a execução do projeto de um molde, que as decisões são tomadas, logo estas

vão influenciar a escolha dos processos a utilizar. Neste sentido, um projeto mal

concebido, pode dificultar a construção do molde, ou despender muitos recursos

financeiros adicionais (Neto, 2001).

O dimensionamento de um molde de injeção, tem uma abordagem prática,

principalmente no dimensionamento do macho e cavidade. Neste momento, na SF

Moldes, o projetista utiliza a sua experiência para dimensionar os componentes

supramencionado. No geral, para o molde ser robusto e atender às solicitações

mecânicas a que vai estar submetido, aquando da injeção da peça, este é

sobredimensionado, o que implica custos desnecessários.

Não obstante, é necessário criar uma ferramenta que auxilie este processo.

3.3.3 Desorganização do espaço

Atualmente, com o aumento da competitividade e das expectativas dos consumidores,

há uma necessidade de as empresas aumentarem a qualidade dos seus produtos,

diminuírem o tempo de entrega, entre outros fatores. Contudo, para tal acontecer, tem

de ser melhorada a arrumação dos espaços, limpeza, normalização, etc. Estes aspetos

podem ser melhorados na bancada, local, onde os moldes são montados, pois, por

exemplo, existem objetos desnecessários e desarrumados, o que conduzem a uma área

sobrecarregada e condicionam a sua potencialidade. Neste departamento, também é

visível a necessidade de restaurar alguns equipamentos, desde cavaletes, a mesas de

apoio com um grau de desgaste elevado. O piso irregular em algumas zonas, assim como



a sua delimitação de zonas de passagem desgastas, também carecem de atenção. Esta

área pode também ser considerada uma área descuidada e sem normalização, por estar

confusa, aos olhos dos clientes e auditores, o que leva a SF Moldes a querer seguir uma

cultura Lean, de forma a solucionar este problema.

3.3.4 Ausência de documentação de apoio à produção

A comunicação entre setores é um fator importante, de forma a saber o objetivo e a

meta a atingir. Deste modo, é necessário que todos os colaboradores saibam o que

devem realizar, assim como o que é mais prioritário, bem como o responsável do projeto

e respetivo projetista. Neste sentido, é necessário criar um conjunto de ferramentas que

seja fácil compreensão e de fácil acesso, de forma a eliminar os fatores

supramencionados, erros produtivos e paragens de produção, devido à falta de

informação e comunicação entre setores.

3.3.5 Incorreta quantidade de grafite a encomendar

A gestão de stocks é um aspeto fundamental para gerir uma empresa de forma eficiente.

Saber quando e a qual a quantidade de produtos a encomendar, assim como conhecer

a quantidade exata de produtos existentes, ajuda a simplificar tarefas e a evitar

problemas, como o excesso ou falta de stock. Por esta razão, existe uma necessidade de

elaborar uma ferramenta simples, mas eficaz, de forma a solucionar o problema de

encomendas incorretas relativamente às quantidades de grafite, pois sabe-se de forma

exata e standard, as encomendas de inventário.

3.3.6 Inexistência de ferramentas de apoio à manutenção

Neste momento, os responsáveis pela manutenção da empresa SF moldes, têm planos

de ações preventivas direcionadas para algumas máquinas. No entanto, seria essencial

criar mais metodologias de forma a mitigar todas as avarias e paragens da grande parte

dos equipamentos.

Segundo a norma europeia EN 13306:2010, a “manutenção é a combinação de todas as

ações técnicas, administrativas e de gestão aplicadas durante o ciclo de vida de um bem,

destinadas a mantê-lo ou repô-lo num estado em que pode desempenhar a função

requerida”. (EN 13306:2010, 2010). Neste sentido, seria necessário criar uma

ferramenta que maximizasse a disponibilidade, o desempenho e a longevidade dos

equipamentos, reduzindo as paragens de produção por avarias, bem como assegurar os

níveis de qualidade do trabalho prestado pelos mesmos (Muchiri et al., 2011).



3.4 Propostas de melhoria

Finda a análise dos processos da empresa, e constatado todos os problemas

supramencionados, seguidamente são descritas detalhadamente, as propostas e

implementações adotadas.

Na tabela 3, é apresentado um quadro resumo das propostas de melhoria.

Tabela 3 - Propostas de melhoria

Setor Problema Proposta de Melhoria

DPM

Inexistência de base de dados da libraria

de standards Criação de base de dados

Sobredimensionamento do molde Aplicação do Método de

Elementos Finitos

Produção

Desorganização do espaço Aplicação da ferramenta 5S

Ausência de documentação de apoio à

produção

Elaboração de documentos

de apoio

Incorreta quantidade de grafite a

encomendar

Regulação através de

kanbans no stock de grafite

Manutenção Inexistência de ferramentas de apoio à

manutenção

Fase de implementação RCM

(FMEA)

3.4.1 Criação de base de dados

Como já foi referido, a SF Moldes tem uma base de dados 3D diversificada e com alguma

extensão e, por vezes, é difícil o projetista saber o que se já existe modelado. Neste

sentido, foi criado uma libraria digital dos componentes já normalizados, assim como

uma explicação para a sua utilização.

Numa primeira fase, foi realizado um levantamento de todos os standards realizados

até ao momento na empresa. Deste modo, foi notado que seria necessário fazer uma

separação entre os vários elementos normalizados: “Standards”, “No Standars” e

“Suppliers”. Relativamente aos “Standards”, estes são considerados os componentes

que foram modelados de acordo com os desenhos 2D, vindos do know-how que a

Schneider Form tem vindo a adquirir ao longo dos anos. Os “No Standars”, são os

componentes que foram criados para suprimir lacunas que advinham dos anteriores.

Por último, os “Suppliers” são peças modeladas de clientes. Salienta-se que todos os

componentes modelados servem para minimizar o tempo de colocação deste, no

desenho de um molde.

É possível visualizar na figura 21, a página inicial da libraria criada.



A título de exemplo, no caso de um projetista querer uma peça, que seja comprada,

acede ao menu “Suppliers” e de seguida escolhe o cliente que pretende (figura 22).

Supondo que o cliente pretendido é a “Fibro”, é possível visualizar tudo o que foi

modelado até ao momento (figura 23). Caso se pretenda escolher um extrator, surge

uma explicação de como este componente normalizado pode ser inserido no molde, de

forma simples e eficaz.

Figura 21 - Página inicial

Figura 22 - Página "Suppliers"



Apesar de ser uma ferramenta simples, é muito eficaz, devido à supressão de tempo do

projetista a modelar peças que se encontram já prontas a ser utilizadas.

Devido a termos de confidencialidade, não é permitido disponibilizar toda a libraria

executada.

3.4.2 Aplicação do Método de Elementos Finitos

Para a obtenção de uma peça injetada, para além de vários fatores, é necessário a

existência de um molde bem projetado. Para tal, é possível recorrer a diversas

ferramentas que auxiliam os projetistas nessa tarefa, de modo a avaliar a influência das

tipologias internas no comportamento mecânico ou térmico de um componente quando

solicitado externamente (Pereira, 2017). Neste sentido, de forma a diminuir o

sobredimensionamento do macho e cavidade, recorreu-se ao CATIA V5 (software

utilizado atualmente na SF Moldes), para executar o método de elementos finitos (MEF).

Para contextualizar, quando se aplica o MEF, a geometria submetida aos carregamentos

e restrições é subdividida em pequenas partes, denominadas de elementos, os quais

passam a representar o domínio contínuo do problema. A divisão da geometria em

pequenos elementos permite resolver um problema complexo, subdividindo-o em

problemas mais simples, o que possibilita ao computador realizar estas tarefas com

eficiência. O MEF substitui o número infinito de variáveis desconhecidas, por um

número limitado de elementos definidos. Estas divisões podem apresentar diferentes

formas, tais como a triangular, quadrilateral, entre outras, sendo que o tamanho e

número destes, pode ser ajustado consoante a complexidade, dimensão e precisão do

objeto a testar. Ou seja, quanto menor for o tamanho e maior for o número deles numa

determinada malha, maior a precisão nos resultados da análise.

Figura 23 - Extratores Fibro



Os elementos finitos são conectados entre si por pontos, denominados de nós. Ao

conjunto de todos esses itens, de elementos e nós, dá-se o nome de malha. Em função

dessas subdivisões da geometria, as equações matemáticas que regem os

comportamentos físicos, não serão resolvidas de maneira exata, mas de forma

aproximada por este método numérico (Lotti et al., 2006).

3.4.2.1 Funcionalidades CATIA V5 para o MEF

Inicialmente, para ter a perceção das funcionalidades do CATIA V5 para o MEF, foi

estudado as ferramentas a utilizar, através de um manual da Dassault Systemes (2008).

Apesar de ter sido um processo demorado, foi fundamental para obter as bases do

software, onde as ferramentas mais usuais para a execução do MEF, para o caso de um

molde de injeção de plástico , são:

➢ Barra Connection Properties (figura 24)

• Slider Connection Property – Função que permite o deslizamento na direção

tangencial da superfície selecionada. Assim, o movimento da direção perpendicular fica

reduzido.

Figura 24 - Barra Connection Properties (Delgado, 2015)



➢ Barra Analysis Supports (figura 25)

• General Analysis Connection- Serve para criar uma conexão entre duas ou mais

partes de um conjunto (assembly). Esta pode ser entre qualquer tipo de geometria,

como arestas, vértices, superfícies, etc.

➢ Barra Restrains (figura 26)

• Clamp - Função que impede a translação nos três eixos e movimentos à torção.

• Surface Slider – Função que permite o deslizamento da face em que a função foi

aplicada. Impede o movimento no sentido perpendicular à superfície.

Figura 25 - Barra Analysis Supports (Delgado, 2015)

Figura 26 - Barra Restrains (Delgado, 2015)



➢ Barra Loads (figura 27)

• Pressure- Função que aplica um campo de pressão escalar uniforme na

superfície da peça selecionada. Este campo escalar é caracterizado pelo facto de que,

em qualquer ponto da superfície, a pressão é sempre perpendicular a este.

• Distribue Force- Função que aplica uma força uniformemente distribuída na

superfície ou aresta selecionada. Podemos introduzir os componentes X, Y e Z da

respetiva força a aplicar.

➢ Barra Compute (figura 28)

• Compute – Função que executa a análise do sistema de cálculo através de MEF.

Figura 27 - Barra Loads (Delgado, 2015)

Figura 28 - Barra Compute (Delgado, 2015)



➢ Barra Image (figura 29)

• Deformation – Função que mostra os resultados da análise com a peça ou

conjunto deformado devido às forças ou cargas que o corpo está sujeito.

• Von Mises Stress – Função que representa um campo escalar obtido através da

densidade de energia de distorção de volume e é usado para medir o estado de tensão

da peça. Geralmente é comparado com o valor do limite elástico do material, de modo

que o valor máximo de Von Mises Stress deve ser menor que o limite elástico do

material.

• Displacement – Função que é usada para visualizar o campo de vetores de

deslocamento. Cada vetor representa a direção do deslocamento produzido e o módulo

de deformação numa escala de cores de cada nó.

➢ Barra Model Manager (figura 30)

Figura 29 - Barra Image (Delgado, 2015)

Figura 30 - Barra Model Manager (Delgado, 2015)



• Octree Tetrahedron Mesher - Função permite mudar o tamanho da malha.

Quanto menor for o tamanho da malha, mais preciso vai ser o resultado.

• Local Mesh Size – Função que permite modificar o tamanho da malha em locais

complexos, como superfícies curvas, onde a malha deve ser menor.

Após terem sido estudadas estas e outras funções do Generative Structural Analysis,

referentes ao estudo do MEF, foi aplicado vários exemplos práticos simples.

Apresentamos como exemplo, este primeiro estudo, que consistiu em aplicar restrições

a uma peça simples como a Surface Slider e uma Distributed Force, (Figura 31).

Depois de executada a análise do sistema de cálculo através de MEF, já é possível

visualizar os resultados da análise, com a peça ou conjunto deformado devido às forças

ou cargas a que o corpo está sujeito, através da função Deformation. Nesta função

também é visível o tamanho da malha (figura 32).

É também possível saber, com a função Von Mises Stress, o campo escalar obtido

através da densidade de energia de distorção de volume e o estado de tensão da peça.

Como podemos analisar na figura 33, a deformação máxima é de 2.8E7 N/m2 (Pa). No

caso de saber qual a tensão máxima de cedência do material, era possível conhecer,

para esta carga, se o objeto se deformou plasticamente, ou não. Para a estrutura se

Figura 31 - Aplicações de restrições numa peça

Figura 32- Função Deformation



deformar plasticamente, era necessário que esta ultrapassasse a tensão máxima de

cedência.

Por último, através do Displacement, é possível visualizar o campo de vetores de

deslocamento, em que cada vetor representa a direção do deslocamento produzido, e

o módulo de deformação numa escala de cores de cada nó. Este é um método de

dimensionamento à rigidez, onde se pode observar que a deformação máxima para esta

carga foi de 0.00398 mm (figura 34).

Figura 33- Von Mises Stress

Figura 34- Displacement



3.4.2.2 Análise estrutural a um molde

Após a conclusão desta pesquisa inicial, foi possível realizar uma análise a uma

exemplificação simplificada de um molde de injeção. Para esta simplificação, foram

retirados os olhais, extratores, barras de pressão e de ajuste, fichas elétricas, racores de

águas e óleos, entre outros acessórios, pois não são necessários para a análise do MEF

e tornariam o cálculo mais demorado. Com o mesmo objetivo, foram realizadas

simplificações para a redução do detalhe construtivo da ferramenta moldante, como

retirar nervuras negativas (correspondestes a nervuras da peça moldada) sem efeito

significativo a nível da rigidez local do molde, simplificação de superfícies fracionadas,

entre outras correções, com vista à melhoria da descrição geométrica de ambas as

partes do molde, sem contudo comprometer significativamente a validade dos

resultados, mas garantindo a geração de malhas mais uniformes e melhorando a

regularidade dos elementos.

• Condições de trabalho

Embora uma ferramenta de injeção esteja sujeita a um conjunto de cargas, que variam

ciclicamente ao longo do processo de injeção, é considerado neste estudo que o molde

está sujeito a uma carga permanente, quer seja devido à força de fecho ou à pressão

que atua na impressão do molde. Assume-se igualmente um regime linear elástico e

modelos constitutivos isotrópicos na descrição do material, que constitui os diferentes

componentes da ferramenta de moldação.

As propriedades aplicadas nos dois componentes, macho e cavidade, estão resumidos

na tabela 4.

Tabela 4 - Propriedades

Módulo de Elasticidade [GPa] 210

Tensão Limite de Elasticidade [MPa] 1280

Tensão de Rotura [MPa] 1420

Tensão Limite de Fadiga [MPa] 760

Condutividade Térmica [W/mºC] 25@20ºC

Dureza [HRC] 45HRC

Coeficiente de Dilatação Térmica

[10-6m/mK] 12.6 @ [20-400]ºC

Massa Volúmica [kg/m3] 7800

Módulo de Elasticidade [GPa] 210



• Resultados

A este nível, no macho verificou-se que o valor mais alto de deslocamento deu-se na

superfície que se encontra em contacto com os calços, apresentado um valor de

deslocamento máximo de 58 μm na sua parte inferior. A zona moldante apresentou

também a mesma magnitude de deslocamentos, verificando-se uma diminuição radial

do centro (valor máximo de 58 μm) para a periferia.

No que diz respeito á tensão de Von Mises, no macho desenvolvem-se tensões máximas

de 186 MPa na zona cimeira da depressão próxima da zona moldante, sendo que

apresentou um maior gradiente na direção longitudinal do que na direção transversal

do molde. O componente onde se desenvolveram as tensões mais importantes foram

os calços, chegando a atingir valores máximos de 232 MPa (figura 35).

No que diz respeito à cavidade, verificou-se que o deslocamento apresentou um valor

máximo de 37 μm e ocorreu nos pontos de contacto inferiores mais elevados. De igual

modo, a zona de moldação apresentou deslocamentos elevados na sua zona central.

Relativamente à placa de apoio da cavidade, verificou-se que o deslocamento máximo

se localizou na sua zona inferior, com uma magnitude de 0,012 μm, e, na placa traseira

da cavidade, o deslocamento apresentou-se sensivelmente uniforme em toda a peça,

sendo este na ordem dos 4 μm.

Relativamente à tensão de Von Mises, constatou-se que o valor máximo deu-se na

cavidade, sendo no detalhe inferior arredondado da zona moldante que se apresenta

um valor de 240 MPa. No entanto, o valor médio das tensões equivalentes nessa zona é

de 165 MPa (figura 36).

Figura 35 - Dimensionamento à rigidez e flexão no macho



A deformação do molde na zona moldante, tanto no macho, como na cavidade,

apresentou-se pouco significativa. Neste sentido, foram executadas algumas alterações

ao molde, como por exemplo, diminuição da largura do molde, a diminuição do

travamento, entre outros, o que no final representou menos 5% de volume de aço total.

Seguidamente, foi executado um novo estudo e verificou-se que o molde ainda se

encontrava dentro das especificações desejadas.

Como foi comprovado, com o MEF, haveria uma poupança de 5% de aço, o que conduzia

a uma diminuição dos custos totais do molde, garantindo igualmente que este suportava

todos os esforços levados no seu tempo de vida.

3.4.3 Aplicação da ferramenta 5S

Na secção da bancada, foi levado a cabo a implementação de metodologias 5S.

Nesta secção, existe por vezes, alguma desarrumação desnecessária. Um dos exemplos

é a quantidade de peças injetadas que não são necessárias, pois muitas vezes, o molde

já se encontra no terceiro ensaio e ainda existem várias peças do primeiro, pelo que

estas apenas estão a ocupar espaço útil. No sentido de libertar as bancadas, estas peças

foram encaminhadas para o devido contentor para posteriormente serem recicladas.

Nesta fase inicial do processo de triagem, foi estabelecido quais os materiais e

ferramentas necessárias para uso diário e frequente. Seguidamente, foi realizado um

inventário de todo o material que se encontrava danificado e a necessitar de

manutenção/remodelação.

Seguidamente procedeu-se à arrumação de todo o espaço. De forma a potenciar essa

arrumação, era imperativo a existência de mais estantes para guardar os componentes

quando os moldes estão a ser desmontados, como por exemplo, os levantadores.

Quando estes são desmontados, são “guardados” em cima de paletes, no chão da

Figura 36 - Dimensionamento à rigidez e flexão na cavidade



bancada, ocupando muito espaço útil. Neste caso, a existência de estantes seria

imprescindível para alocar estes componentes.

De forma a facilitar a utilização de instrumentos de trabalho e diminuir a deslocação do

colaborador, procedeu-se à inventariação das ferramentas utilizadas em cada bancada

e seguidamente delineou-se um armário e respetiva gaveta, para cada conjunto de

utensílios. A organização lógica de cada jogo de chaves e ferramentas ficou a cargo de

cada responsável de bancada, pois surgiu divergências relativas à localização e

importância das ferramentas nos diversos grupos de bancadas existentes na SF Moldes.

Em terceiro lugar foi executada uma limpeza geral. As bancadas deveriam ser limpas

mais regularmente, devido ao pó que é formado ao polir o molde. Este pó acumula-se

no chão e quando é utilizado o ar comprimido, forma-se uma pequena nuvem, que pode

ser prejudicial à saúde dos trabalhadores, a longo prazo. O corredor que atravessa a

zona das bancadas, também deveriam ser limpos com mais regularidade, pois é comum

a existência de óleos no chão.

Foi também realizada uma limpeza à volta da prensa, especialmente na parte de trás,

devido à grande acumulação de óleos, poeiras (figura 37). Esta acumulação existe por

ser uma parte de mais difícil acesso para limpeza frequente. Neste sentido, foi criado

um mapa de limpeza, onde está determinado o dia e o local a ser limpo e qual o

colaborador responsável pela limpeza.

De forma a facilitar a limpeza foi sugerida duas melhorias: i) na retificadora plana,

deveria de existir um local, ao lado desta, onde se pudesse “soprar” as peças, e que fosse

uma zona impermeável para facilitar a limpeza e ii) apesar do sistema de ventilação ser

bom, deveria existir um local apropriado para limpar o molde, como uma cabine de

limpeza. Esta tinha benefícios para o colaborador, pois impedia que este estivesse em

contato com produtos químicos, e benefícios ambientais, onde na existência de um

dreno, seria evitado eventuais derrames de produtos químicos para o solo.

Figura 37 - Antes e depois da limpeza à volta da prensa



Com todos os componentes limpos e organizados procedeu-se à restauração de alguns

componentes danificados ou que necessitavam de alguma reparação, nomeadamente

i) os cavaletes, visto que são componentes que suportam várias toneladas ii) mesas de

trabalho, onde era necessário substituir várias tábuas e pintar e iii) suportes metálicos

(figura 38).

Os dois últimos “S” desta metodologia – Seiketsu e Shitsuke - visam definir normas

visuais e disciplinares, respetivamente, para assegurar a manutenção dos 3S’s

anteriores. Todos os colaboradores devem assegurar o cumprimento das normas, para

que estes conheçam a importância do seu papel, assim como desempenhar de forma

correta e normalizada, a instalação uma cultura Lean. Neste sentido, foi sugerido uma

reunião semanal, a ocorrer durante as segundas-feiras, com o responsável de todas as

bancadas e um membro de cada grupo de bancada. Nesta reunião, realiza-se uma

auditoria a cada bancada, de forma a garantir que todas as normas estão a ser

implementadas e, se necessário, estabelecer planos de ações de melhoria de processos.

A auditoria conta com uma checklist desenvolvida para o efeito (figura 39).

Figura 38 - Restauro dos suportes metálicos



Foi realizada uma primeira auditoria 5S à bancada 1, como ponto de referência,

resultando uma pontuação de 35% (figura 40).

Finda a primeira auditoria foram delineadas estratégias, referidas anteriormente, para

mitigar as anomalias identificadas. Posteriormente foi realizada uma segunda auditoria

(figura 41), onde foi possível obter um resultado de 85%, havendo assim uma melhoria

comparativamente à primeira.

Figura 39 - Auditoria 5S

Figura 40 - Primeira auditoria 5S



3.4.4 Elaboração de documentos de apoio à produção

Após a análise relativa às paragens e erros de produção, devido, muitas das vezes, à falta

de comunicação entre setores, foi implementada uma ferramenta de gestão visual.

Na implementação da medida de gestão visual foi necessário, em primeiro lugar, que

todo o setor produtivo, incluindo o responsável do molde e seu projetista, tivessem

conhecimento do planeamento do molde, desde o início do projeto até ao seu final, de

forma a agilizar todo o processo, caso surjam dúvidas durante a execução do molde.

Neste sentido, a SF Moldes já realiza um diagrama de Gantt, com a data de início e

previsão da conclusão do projeto. Contudo, este não era disponibilizado à bancada que

responsável pelos trabalhos de ajuste e afinação do molde, como polimentos e

pequenas correções.

Neste diagrama de Gantt, foram adicionados o comercial responsável e o projetista do

molde. Esta informação torna-se importante, pois podem surgir dúvidas em relação à

cinemática do molde. Foram adicionadas também as visitas de clientes e respetivos

ensaios. Por fim, foram identificados os moldes em atraso ou em situação crítica, onde

é colocado um cartão verde, amarelo e vermelho à frente de cada molde.

Este diagrama foi afixado num local estratégico, de forma a todas as bancadas o

conseguirem visualizar (figura 42).

Figura 41 - Segunda auditoria 5S



Por motivos de confidencialidade, não é permitido apresentar nenhum diagrama de

Gantt dos moldes em execução neste momento na SF Moldes.

Como apoio ao diagrama de Gantt, foi desenvolvido um quadro para melhoria contínua,

de forma a ir ao encontro da implementação do kaizen. Este quadro dispõe de uma zona

onde qualquer colaborador pode pendurar um post-it, com uma necessidade ou

problema, que tenha detetado na bancada. Posteriormente, este problema será lido

pelo responsável de bancada e pelo responsável da produção, que darão resposta ao

mesmo. Serão também descritos no quadro, o mapa de férias de todos os

colaboradores, as formações (caso existam), notícias e informações relevantes sobre a

empresa, os índices de não conformidades, acidentes e reclamações. Assim, com estas

medidas, todos os funcionários estão informados do que se passa no setor produtivo,

ajudando assim, como uma equipa, a suprimir problemas que possam surgir.

Paralelamente, foi também criado uma ficha de trabalhos a realizar (figura 43). Esta ficha

é ser preenchida por cada responsável de cada bancada, de forma a que os restantes

membros desta, tenham um trabalho delineado e, assim, conseguirem planeá-lo com

antecedência, consoante a sua prioridade. Este plano deve ser atualizado, sempre que

assim o justificar.

Figura 42 - Localização da informação



A ficha representada ajuda bastante o planeamento, por se apresentar de uma forma

muito simples. Esta tem indicação do número do molde, do n.º do item, tarefa,

colaborador a executar essa tarefa, tempo estimado e tempo real. Na SF Moldes, cada

molde e componente (denominado por “item nº”), tem uma denominação numérica,

pelo que esta informação é importante nesta ficha. Na figura 44 está apresentado um

excerto de uma ficha preenchida.

Neste momento, a contabilização do tempo real é realizada através de uma ferramenta

digital, o WorkPlan. Deste modo, as tarefas da ficha têm de ser inseridas no programa,

de forma a haver uma contabilização real das tarefas. Quando estas findarem, o campo

Tempo Real, será preenchido pelo gabinete técnico, que de seguida, faz uma

comparação com o tempo estimado. Esta análise é importante, de forma a perceber se

o tempo estimado está correto, se é necessário ajustá-lo ou a razão pelo qual demorou

mais do que o previsto. Com esta comparação, ao longo do tempo, também é possível

realizar o diagrama de Gantt inicial, com um tempo estimado para finalizar um molde

mais próximo da realidade.

Figura 43 - Template ficha

Figura 44 - Exemplo de preenchimento da ficha



3.4.5 Regulação através de kanbans no stock de grafite

Para contextualizar, a eletroerosão é utilizada para fabricar peças com geometria

complexa e de elevada dureza, onde há conversão da energia elétrica, através de

descargas elétricas entre o elétrodo e a peça, em energia térmica. A descarga elétrica

ocorre num fluído, onde são imersos o elétrodo e o material a ser maquinado. Existem

vários materiais para os elétrodos, como o cobre e a grafite. Contudo, as de grafite são

os mais utilizados na empresa, pois tem um elevado ponto de fusão, menor dureza,

resistência mecânica e rigidez em relação ao cobre.

Como foi referido anteriormente, o stock existente não segue um padrão, pelo que se

optou por criar um supermercado de grafite no setor da erosão e cujo stock é regulado

por kanbans.

A grafite é encomendada em lotes e em tamanhos diferentes, pelo que foi necessário

fazer uma inventariação da quantidade de cada lote assim como as respetivas

dimensões. Neste sentido, foram criados vários cartões.

Na figura 45 é demonstrado um exemplo de um cartão que contêm um lote de 10 blocos

de grafite de dimensões 50x50x100mm.

Seguidamente, foi criado um quadro com três cores: verde, amarelo e vermelho. Para

esta dimensão, considera-se que o stock máximo é de 100 unidades (verde), de

segurança de 40 unidades (amarelo) e o mínimo é de 20 unidades (vermelho).

Posteriormente, foi criado um quadro kanban para todas as dimensões. Para o caso

apresentado, cada cartão significa que existem 10 unidades, ou seja, quando o quadro

está cheio, existem 100 unidades em stock (figura 46).

Figura 45 - Cartão Kanban



À medida que são utilizados um conjunto de 10 unidades de grafite, é retirado um cartão

e a parte de trás do quadro aparece a verde (figura 47).

Contudo, quando são retirados 7 cartões, o fundo fica amarelo, significando que já

entrou no stock de segurança (figura 48).

Do mesmo modo, quando se retira 9 cartões, o fundo fica preenchido a vermelho,

significando que já entrou no stock mínimo e só existem 10 unidades (figura 49).

É de salientar que todos os colaboradores desta secção são formados sobre o

procedimento da metodologia kanban, sendo que o responsável de produção ficaria

incumbido de levar o cartão que sai do quadro, até ao departamento de compras, de

forma a que este fosse reposto por um novo conjunto. Assim que os blocos de grafite

chegarem à SF Moldes, o cartão é reposto no quadro.

Figura 46 - Quadro completo

Figura 47 - Quadro sem um cartão

Figura 48 - Quadro sem 7 cartões

Figura 49 - Quadro sem 9 cartões



3.4.6 Fase de implementação RCM (FMEA)

De forma a auxiliar a manutenção com mais ferramentas, elaborou-se um estudo sobre

como proceder para executar uma análise FMEA, que fosse posteriormente adaptada a

qualquer máquina na empresa ou componente para uma respetiva máquina.

Deste modo, foi necessário compilar toda a informação necessária, tais como: Template

FMEA, a severidade, deteção e ocorrência do erro.

3.4.6.1 Documentos FMEA

A SF Moldes não possuía um template de forma a ser realizada uma análise FMEA. Para

tal, foi elaborado um, (figura 50). Este foi executado de maneira a que posse possível a

sua reutilização no futuro, sendo possível adaptá-lo para todo o tipo de máquinas e

componentes, como foi referido anteriormente.

Seguidamente, foi necessário criar índices de severidade, deteção e ocorrência. Estes

foram definidos em conjunto com a equipa de manutenção da empresa e tendo em

conta os apontamentos da cadeira de Técnicas e ferramentas da qualidade, lecionada

no 2ºSemestre do 1ºano no decorrente mestrado, contemplando o contexto industrial

onde a empresa se insere.

O índice de severidade quantifica um potencial falha e o que esta pode afetar a

máquina/componente, definido de 1 a 10, usando os critérios utilizados na tabela 5.

Figura 50 - Template FMEA



Tabela 5 - Severidade

Seguindo a mesma lógica, definiu-se o índice de deteção. Este representa a capacidade

de o sistema implementado detetar a falha. Pode ser controlado através de inspeção

visual ou dispositivos criados para o efeito, tais como sensores. Este classifica-se de 10

a 1, conforme a tabela 6.

Tabela 6 - Deteção



Por fim, a probabilidade de ocorrência da falha, classificado de 1 a 10. De todos os

índices, este é o mais provável de falhar na análise, caso não haja um histórico de dados

(tabela 7).

Tabela 7 – Falha

3.4.6.2 Critérios da aplicação da lógica RCM

Como complemento à ferramenta

FMEA é comum a criação de um

fluxograma, servindo de apoio à

decisão relativamente à estratégia

a seguir para a redução da

classificação

RPN de um determinado modo de

falha. Neste sentido, é utilizado

um fluxograma de apoio à decisão

criado por Gonçalves (2017), pois

este vai de encontro às

necessidades apresentadas. As

ações recomendadas são

atribuídas quando os índices de

gravidade estão entre o valor 9 e

10 e/ou o NPR era maior que 100

(figura 51).

Figura 51 – Lógica RCM (Gonçalves, 2017)



3.4.6.3 Análise FMEA

Finalizado a preparação do template e respetivos índices, procede-se a uma análise

exemplo FMEA. Devido à pandemia da Covid-19, e por consequência, da aplicação das

medidas de confinamento impostas pela Direção Geral da Saúde, a empresa minimizou

o contacto interpessoal. Neste sentido, não foi realizado um FMEA a uma máquina da

produção, como inicialmente previsto, pois exigia uma grande disponibilidade de

colaboradores e sua aglomeração. Assim, foi realizado um FMEA a um secador de mãos,

existente nos vários balneários da SF Moldes. Embora esta seja de dimensão mais

pequena, com este exemplo demonstrativo, para além de se conseguir aplicar na

empresa, podia ser replicado para todo o tipo de máquinas. Foi possível identificar todos

os componentes que padecessem de possível manutenção: Filtro de Proteção, Filtro,

Tampa Traseira, Carcaça do Precipitador, Corpo Principal, Ventoinha, Base Motor,

Motor, Aquecedor, Tampa Frontal, Botões, Fio de Alimentação e Luz Indicativa. Foi

identificada a função de cada peça, o potencial modo de falha, o potencial efeito de

falha e sua gravidade. A título de exemplo, o filtro de proteção tem como potencial

modo de falha a retenção de partículas e o potencial efeito de falha a obstrução do

sistema de ventilação, sendo que a gravidade é de 3. Estes falhas foram descritas com

ajuda de colaboradores experientes na área da manutenção, assim como pesquisa

online. Numa segunda fase, foram analisadas as potências causas/mecanismos das

falhas e sua ocorrência. Utilizando o mesmo exemplo, no filtro de proteção, a potencial

causa é a sujidade e a ocorrência de 6. Numa terceira fase, foram identificados quais os

controlos atuais do processo e sua deteção. Com o produto da severidade, ocorrência e

deteção, é calculado o número de prioridade de risco, que neste exemplo, é de 144. Por

fim, são consideradas as ações recomendadas para suprimir as falhas causadas.



Na figura 52 é possível observar a análise FMEA.

Figura 52 - Análise FMEA



3.4.6.4 Resultados da análise FMEA

Terminada a análise, das 13 peças examinadas, foram identificados 28 potenciais modos

de falha e 40 potenciais efeitos dessas falhas.

Os resultados são apresentados nos Gráficos X, Y e Z, referentes aos índices de

severidade, ocorrência e deteção, respetivamente.

No que diz respeito ao índice de severidade, 30% correspondem à Classificação 8, isto

é, efeito muito elevado, significando que a máquina poderá ficar inoperacional e, assim,

perder as suas devidas funções. Notamos ainda que mais de 50% corresponde a

classificações iguais ou superiores a 6, ou seja, efeito elevado, significando que uma

porção dos componentes podem ter de ir para o lixo, contudo a máquina pode ficar

operacional, mas com um desempenho reduzido (figura 53).

Para o índice de falha, a Classificação 2 e 3 representam 50% das falhas detetadas (25%

cada uma), e a Classificação mais alta registada é 7. Nota-se que a Classificação 4

apresenta 21% dos casos registados (figura 54).

Relativamente ao índice de deteção, nota-se que 58% corresponde às Classificações 1 e

2, isto é, a probabilidade de deteção da falha é quase cera e muito alta. Todas as

classificações seguintes (3 a 10), de todas elas, apenas a Classificação 8 apresenta mais

de 10% dos casos. Todas as outras representam, em média, 5% dos casos, cada uma

(figura 55).

Figura 53 - índice de Severidade



Figura 55 - Índice de Deteção

Figura 54 - índice de Falha



Seguidamente, foram analisados os modos de falha críticos, isto é, aqueles que foram

identificados, como sendo necessário aplicar ações recomendadas. Assim sendo, as

ações recomendadas foram:

• Filtro de Proteção: como principal modo de falha, foi identificado a retenção de

partículas, o qual, aquando da acumulação de partículas, poderá comprometer o

sistema de ventilação. É recomendada uma limpeza periódica ao filtro. NPR máximo

definido de 144.

• Filtro: seguindo a mesma lógica do filtro de proteção, e sendo este outro filtro com

função semelhante, as mesmas condições também se aplicam neste caso. É

recomendada também uma limpeza periódica ao filtro. NPR máximo definido em

144.

• Tampa Traseira: para esta tampa estar em falha, foi definido que estaria partida ou

empenada, podendo não encaixar corretamente no resto dos componentes. Para

combater este modo de falha, é feita uma inspeção visual e testes de resistência ao

material. NPR máximo definido de 32.

• Carcaça do Precipitador: para que a carcaça esteja em falha, foi definido que estaria

partida ou empenada, podendo não encaixar corretamente no resto dos

componentes. Para combater este modo de falha, é feita um teste de resistência ao

material. NPR máximo definido de 75.

• Corpo Principal: os potenciais modos de falha são “peça partida” ou “peça não

encaixa”. Como medida para combater estes dois eventos, é feita uma inspeção

visual e um teste mecânico aos materiais a ser utilizados neste componente. NPR

máximo definido de 48.

• Ventoinha: neste caso, o único modo de falha contemplado é a possibilidade de

haver alhetas partidas, originadas por desgaste, queda ou sujidades presentes. Para

prevenir estas ocorrências, recorremos a um teste de resistência as alhetas e uma

limpeza regular. NPR máximo definido de 192.

• Base Motor: os potenciais modos de falha são “base partida”, “base empenada” e

“base não encaixa”. Como medida para combater estes eventos, é feita um teste de

resistência mecânica, com o auxílio de simulação e testes de fadiga. NPR máximo

definido de 144.

• Motor: Um dos modos de falha detetados é a falha no motor, quer seja a falha total

ou baixa rotação do motor. O efeito da falha é a defeito na circulação de ar, ou no

caso do segundo modo de falha, a circulação reduzida do fluxo de ar. A proposta

para combater este modo de falha é recorrendo a um teste mecânico e um teste



elétrico a todas as unidades fabricadas. É necessário fazer um teste sonoro, para

saber o número de decibéis do componente, e garantir que está dentro dos limites

legais. Desta forma prevenimos o modo de falha que alerta para ruído elevado. NPR


• Aquecedor: para este componente, identificamos dois potenciais modos de falha.

Uma dessas falhas expressa-se através do componente não alcançar a temperatura

mínima suficiente, que pode ser devido a um dimensionamento errado ou algum

componente danificado. O outro potencial modo de falha é não funcionar e deve-

se a componentes avariados ou queimados. NPR máximo definido de 144.

• Tampa Frontal: para esta tampa estar em falha, teria de estar partida ou empenada

ou em último caso, derretida, devido ao ar quente a passar durante um período

alargado. Para combater tais ocorrências, é necessária uma inspeção visual e um

teste aos materiais a ser utilizados nestes componentes. NPR máximo definido de

90.

• Botões: Interruptor on\off ou de aquecimento danificado é o nosso modo de falha,

que pode ser causado por lâmpada fundida, curto circuito, fusível danificado,

interruptor partido ou falha na alimentação. NPR máximo definido de 112.

• Fio de Alimentação: os modos de falha possíveis são Cabo partido,

sobreaquecimento, ficha ou especificações incorretas. Para os combater, é

necessário proceder a um teste elétrico, e garantir a qualidade do material. NPR


• Luz Indicativa: o modo de falha é a Luz não acender. É necessário fazer um teste

elétrico. NPR máximo definido de 7.

Analisando os índices de gravidade e os valores de NPR gerados, foram pensadas e

sugeridas soluções para reduzir o aparecimento de ocorrências

inesperadas/indesejadas, que poderiam criar a insatisfação ou perigo do utilizador. As

intervenções principais seriam focadas nas áreas com maior índice de gravidade, pois

estas poderiam pôr em causa a segurança do utilizador, bem como a sua integridade

física, que nunca pode ser posta em causa.

Através da análise FMEA podemos concluir quais os componentes que requerem mais

ações recomendadas. Deste modo, identificou-se como componente mais critico o Fio

de alimentação, seguido da Ventoinha e do Motor.

Apreciando globalmente o equipamento, observa-se que 46% das potenciais causas

identificadas solicitam a aplicação de ações recomendadas.



Partindo da análise FMEA feita, é possível verificar quais os modos de falhas e quais as

suas possíveis causas de uma forma mais precisa. São identificados também os

problemas existentes na estratégia de manutenção até então adotada, que através de

um estudo de ações de melhoria, ajudada ao aumento da disponibilidade dos

equipamentos.

Relativamente ao departamento de manutenção, constatou-se a inexistência de ações

preventivas de inspeção direcionadas para o controlo do estado de conservação dos

vários equipamentos, refletindo-se no índice de deteção. Assim, foi recomendado a

elaboração de um plano de manutenção preventiva, seguindo a lógica RCM, onde são

compiladas rotas de inspeção visual frequentes aos equipamentos, com o objetivo de

monitorizar periodicamente, o seu estado de funcionamento e aplicar rotas de

intervenção para a identificação de falhas, antes que estas provoquem, por exemplo,

quebra de eficiência das máquinas. O plano preventivo será composto por rotas e

inspeção visual, consistindo na inspeção regular dos equipamentos em funcionamento,

onde é avaliado a sua condição de funcionamento e performance, prevenindo eventuais

falhas. Esta rota de inspeção apresenta inúmeras vantagens, pois não necessita de uma

paragem programada para ser posta em prática, promovendo também um maior

contacto e consequente feedback da operação com os técnicos responsáveis pela

manutenção, obtendo-se assim, o máximo de informação possível. As rotas de

intervenção periódicas, serão aplicadas quando não for possível fazer a inspeção visual.

Estas consistem numa intervenção invasiva, onde há desmontagem do equipamento em

causa, recorrendo-se a métodos de medição visuais, de forma a avaliar o nível de

desgaste dos componentes. Através destes dois métodos, é expectável que haja uma

diminuição da probabilidade de ocorrência de falhas e um aumento na capacidade de

detetar possíveis causas de falha, enumeradas na análise FMEA.

3.5 Análise de Resultados

Após serem realizadas as propostas de melhoria, neste subcapítulo é feita uma análise

dos resultados das mesmas, com o intuito de compreender quais os resultados e

consequente impacto na empresa. É de notar que foram sugeridas melhorias para três

departamentos distintos: i) departamento de desenho de Moldes, Produção e

Manutenção, cada um deles importantes para a organização. No primeiro

departamento, foram criadas duas ferramentas que auxiliam o projetista a desenvolver

o seu trabalho de forma normalizada e metódica, levando assim a menos erros, que

posteriormente resultam em não conformidades na produção e custos desnecessários.

Na produção foram propostas três melhorias que permitiram tornar o espaço mais

arrumado, incrementar a comunicação entre setores e normalizar o stock de grafite. Por

último, foi possível criar uma ferramenta que permitiu prevenir e até mitigar todas as

avarias e paragens dos equipamentos existentes na fábrica. Todas as melhorias

implementadas e sugeridas, levam a SF Moldes a aumentar, de forma geral, a sua

competitividade e superar as expectativas dos seus consumidores (tabela 8).



Tabela 8 – Análise de resultados obtidos

Proposta de Melhoria Melhoria obtida

Criação de base de dados

• Redução do tempo de modelação de

componentes;

• Minimização de erros de modelação;

• Redução de tempo final de modelação do molde

Aplicação do Método de

Elementos Finitos

• Poupança na compra de aços

• Dimensionamento de aços correta

Aplicação da ferramenta

5S

• Melhoria da segurança do colaborador

• Melhoria na limpeza

• Redução de tempo desperdiçado à procura de

ferramentas

• Melhoria da auditoria de 35% para 85%

Elaboração de

documentos de apoio à

produção

• Melhoria da comunicação entre setores

• Aumento da produtividade

• Aumento da autonomia produtiva


kanbans no stock de

grafite

• Regularização de stock

Fase de implementação

RCM (FMEA)

• Diminuição de manutenção corretiva

• Aumento da produção, com a redução de avarias

107


4. CONCLUSÕES E TRABALHOS

FUTUROS

4.1 Principais contributos do trabalho

4.2 Valor acrescentado do trabalho para a SF Moldes, S.A

4.3 Dificuldades encontradas

4.4 Trabalhos futuros

CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS 109


4 CONCLUSÕES E PROPOSTAS DE TRABALHOS FUTUROS

As funções desempenhadas no estágio, desenvolvido no âmbito da dissertação de

mestrado do curso de Engenharia mecânica, ramo de Gestão Industrial, propostas pela

administração da SF Moldes, empresa no setor do ramo automóvel, permitiram-me

integrar em três departamentos distintos da empresa.

4.1 Principais contributos do trabalho

A realização desta dissertação obteve como principais contributos em diferentes

departamentos na empresa (DPM, produção e manutenção), tais como:

• Criação de base de dados

• Aplicação do Método de Elementos Finitos

• Aplicação da ferramenta 5S

• Elaboração de documentos de apoio à produção

• Regulação através de kanbans no stock de grafite

• Fase de implementação RCM (FMEA)

Na tabela 9, é apresentado o estado de implementação das melhorias

supramencionadas.

Tabela 9 – Estado de implementação das melhorias

Principais contributos Estado de implementação

Criação de base de dados Base de dados totalmente funcional e implementada

Aplicação do Método de

Elementos Finitos

Proposta desenvolvida e testada, contudo, carece de

formação aos colaboradores de forma a conseguirem

desenvolver o MEF no software CATIA V5.

Aplicação da ferramenta 5S Todas as ferramentas implementadas e com feedback

positivo por parte dos colaboradores

Elaboração de documentos

de apoio à produção

Soluções atualmente implementadas, permitindo uma maior

comunicação entre setores.


kanbans no stock de grafite Metodologia totalmente implementada

Fase de implementação RCM

(FMEA)

Método desenvolvido e testado, contudo, é necessário

realizar estudo para todas as máquinas produtivas, de acordo

com o template realizado, de forma a prever possíveis avarias



4.2 Valor acrescentado do trabalho para a SF Moldes, S.A

Durante todo o estágio foram desenvolvidas metodologias e ferramentas para

implementar nesta indústria, permitindo a redução de tempos de execução,

normalização do trabalho, redução de stocks e por consequência, custos de produção.

Neste sentido, foi possível implementar um espírito de melhoria continua em todos os

departamentos, com os resultados supramencionados, motivando todos os

colaboradores a continuarem a utilizar as metodologias presentes neste testemunho

escrito.

4.3 Dificuldades encontradas

Durante o projeto houve situações de maior ou menor desafio, mas devido à pandemia

da COVID-19, e por consequência, da aplicação das medidas de confinamento impostas

pela Direção Geral da Saúde, a empresa minimizou o contacto interpessoal e a presença

na parte produtiva, dificultando os objetivos inicialmente previsto. Apesar das

dificuldades sentidas, este projeto foi crucial para o desenvolvimento das minhas

competências, tanto a nível de trabalho em equipa, como um forte sentido de

responsabilidade, autonomia, comunicação, exigindo de mim, muito trabalho e

dedicação, tentando sempre melhorar a cada passo, com o intuito de terminar com

mérito e rigor.

4.4 Trabalhos futuros

O futuro das empresas impõe, por si só, uma constante melhoria dos seus processos e

a sua automatização, baseado na metodologia Lean. Torna-se fundamental que os

principais fatores em mudança sejam constantemente melhorados, de forma a tornar

as empresas, cada vez mais eficazes e eficientes. É imperativo uma implementação de

registos e aperfeiçoamento organizativo de todos os processos, o que impõe uma

melhoria na comunicação entre os vários setores internos e externos das empresas,

providenciando assim um melhoramento constante e síncrono em todos os planos de

ação.

Uma das medidas que a SF Moldes poderia incrementar para a indústria 4.0, era a

criação de uma plataforma digital onde fosse possível: i) Os colaboradores acederem à

sua página pessoal, para consultarem a sua assiduidade, declarações, recibos de

vencimento, etc.; ii) Os clientes conseguirem fazer o acompanhamento, em tempo real,

do seu molde. Nesta plataforma, estes poderiam aceder ao planeamento, tanto a nível

de documentos como imagens, desde o CAD até ao ensaio do molde, de modo a

comprovar o cumprimento do prazo deste; iii) A orçamentação estar ligada aos

fornecedores. Sempre que a orçamentação de um molde estivesse concluída e

aprovada, seria enviado essa informação para o fornecedor para que este reservasse a



quantidade de aço a utilizar; iv) Controlar e observar as ordens de fabrico de uma

máquina. Atualmente na SF Moldes quando ocorre um erro, como uma falha de

lubrificação, a máquina devia de avisar automaticamente o responsável, mas tal não

acontece. Quando ocorre um erro destes, como o responsável dessa máquina não é

avisado, embora o erro fique registado e como não há uma análise destes valores, pode

levar uma avaria a longo prazo. Também quando está em modo automático, pode parar

devido ao erro, levando consequentemente ao aumento do prazo de entrega.

Outras das medidas seria criar controlo dimensional em todos os centros de

maquinagem presentes na empresa. Para tal, podia ser utilizado o laser para fazer o

controlo automático dos valores medidos, de forma a informar os colaboradores, os

resultados da peça e, caso este esteja fora das tolerâncias pré configuradas, notificar um

responsável.

113


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 115


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ANÁLISE E MELHORIA DOS PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE UMA